一、选用原则
介质特性
腐蚀性介质:选用耐蚀性优异的材料,如不锈钢、镍基合金。
高温介质:选用耐高温材料,如钴基合金、镍基合金。
磨损性介质:选用高硬度、耐磨材料,如碳化钨基堆焊材料。
温度与压力
高温高压工况:优先选用钴基合金(如Stellite系列)或镍基合金,因其高温强度和抗热疲劳性能优异。
中低温工况:可选用铁基合金(如马氏体不锈钢)或奥氏体不锈钢,成本较低且加工性好。
密封面性能要求
耐磨性:碳化钨基堆焊材料(如WC-Co)硬度高,耐磨性。
耐蚀性:镍基合金(如Inconel、Hastelloy)在酸性、氯化物环境中表现优异。
抗冲击性:铁基合金或低合金钢堆焊层韧性较好,适合冲击载荷工况。
工艺可行性
堆焊方法:根据材料特性选择合适的堆焊工艺(如等离子弧堆焊、手工电弧堆焊、激光熔覆等)。
母材匹配:堆焊材料与母材的热膨胀系数、化学成分需匹配,避免裂纹或剥离。
经济性
成本效益:在满足性能要求的前提下,优先选用成本较低的材料。例如,铁基合金成本低于钴基合金,但性能可能稍逊。
二、推荐材料类型
钴基合金
特点:高温硬度高、耐磨性优异、抗热疲劳性能好。
应用:高温高压阀门(如电站阀门)、强磨损工况。
典型牌号:Stellite 6、Stellite 12。
镍基合金
特点:耐蚀性强(尤其耐酸、耐氯化物)、高温稳定性好。
应用:化工阀门、海洋工程阀门。
典型牌号:Inconel 625、Hastelloy C-276。
铁基合金
特点:成本低、加工性好、耐磨性适中。
应用:中低温工况阀门(如水处理阀门)。
典型牌号:AISI 410、AISI 420(马氏体不锈钢)。
碳化钨基堆焊材料
特点:硬度(HRC 60以上)、耐磨性。
应用:强磨损工况阀门(如泥浆阀门)。
典型形式:WC-Co合金粉末(等离子弧堆焊)。
奥氏体不锈钢
特点:耐蚀性好、韧性高。
应用:食品、医药行业阀门。
典型牌号:AISI 304、AISI 316。
三、典型应用案例
高温高压蒸汽阀门
堆焊材料:钴基合金(Stellite 6)。
工艺:等离子弧堆焊。
优势:耐高温、抗热疲劳、长寿命。
化工腐蚀性介质阀门
堆焊材料:镍基合金(Hastelloy C-276)。
工艺:手工电弧堆焊。
优势:耐强酸、耐氯化物腐蚀。
水处理阀门
堆焊材料:铁基合金(AISI 410)。
工艺:氧乙炔焰堆焊。
优势:成本低、耐磨性满足要求。
泥浆阀门
堆焊材料:碳化钨基合金(WC-Co)。
工艺:等离子弧堆焊。
优势:耐磨性,抗泥沙冲刷。