含鈷高速鋼簡介

含鈷高速鋼，是在通用高速鋼的基礎(chǔ)上加入5%—8%鈷制成的鋼產(chǎn)品。

含鈷高速鋼的硬度和耐熱性能較一般鋼高，韌性較好，應(yīng)用比較廣泛。代表鋼號有W6Mo5Cr4-V2Co5（M35）,W6Mo5Cr4V2Co8－(M36)和W18Cr4Vco5（T4）。

高速鋼是一種復(fù)雜的鋼種,含碳量一般在0.70～1.65%之間。含合金元素量較多，總量可達10～25%。

按所含合金元素不同可分為：

①鎢系高速鋼（含鎢 9～18%）；

②鎢鉬系高速鋼（含鎢5～12%,含鉬2～6%）；

③高鉬系高速鋼（含鎢0～2%,含鉬5～10%）；

④釩高速鋼，按含釩量的不同又分一般含釩量（含釩 1～2%）和高含釩量(含釩2.5～5%)的高速鋼；

⑤鈷高速鋼（含鈷 5～10%）。

按用途不同高速鋼又可分為通用型和特殊用途兩種。

①通用型高速鋼：主要用于制造切削硬度HB≤300的金屬材料的切削刀具 (如鉆頭、絲錐、鋸條)和精密刀具（如滾刀、插齒刀、拉刀），常用的鋼號有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。

②特殊用途高速鋼:包括鈷高速鋼和超硬型高速鋼（硬度HRC68～70）,主要用于制造切削難加工金屬（如高溫合金、鈦合金和高強鋼等）的刀具，常用的鋼號有W12Cr4V5Co5、W2Mo9Cr4VCo8等。

高速鋼通用鋼

鋼號：W18Cr4V(W18)

硬度HRC：62-65

抗彎強度/GPa：3.0-3.4

沖擊韌性/（MJm2）：0.18-0.32

600℃時的硬度HRC：48.5

特點：強度較好，可磨性好，可用普通鋼玉砂輪磨削，耐熱性中等，熱塑性差

主要用途：通用性強，廣泛用于制造鉆頭、鉸刀、絲錐、銑刀、齒輪刀具及拉刀等。

高速鋼高性能鋼

鋼號：W6Mo5Cr4V2(M2)

硬度HRC：63-66

抗彎強度/GPa：3.5-4.0

沖擊韌性/（MJm2）：0.30-0.40

600℃時的硬度HRC：47-48

特點：強度高，熱塑性好，耐熱性、可磨性稍次于W18Cr4V，可用普通鋼玉砂輪磨削

主要用途：適用于制作熱成形刀具和承受沖擊、結(jié)構(gòu)薄弱的刀具

鋼號：W14Cr4VMnRE

硬度HRC：64-66

抗彎強度/GPa：約4.0

沖擊韌性/（MJm2）：約0.31

600℃時的硬度HRC：50.5

主要用途：切削性能與W18Cr4V相當，適于制作熱軋刀具。

鉑鈷合金是以以鉑為基添加鈷所組成的鉑合金。固相線以下為連續(xù)固溶體；在合金系中存在兩個有序相：PtCo和Pt₃Co，分別具有AuCu和Cu₃Au型結(jié)構(gòu)，有序轉(zhuǎn)變溫度為833℃和750℃，都具有鐵磁性。對于單相固溶體，隨著鈷含量增高，合金的晶格常數(shù)降低，強度性質(zhì)與電阻率升高并在約含鈷30%(原子分數(shù))的合金上達到最大值，居里溫度升高，電阻溫度系數(shù)降低。有序化處理明顯影響各項性能：提高合金的強度、磁矯頑力(H_c)和最大磁能積(B_rH_c)；降低電阻率、居里溫度和剩磁值(B_r)。最佳磁性是在部分有序化合金上得到的并歸因于兩相結(jié)構(gòu)和大的磁晶各向異性。

Pt-50%Co(原子分數(shù))(23.3%Co)合金是優(yōu)良永磁材料。它不僅具有高的矯頑力、磁能積和磁穩(wěn)定性，更具有良好可加工性和耐蝕性。主要磁性參數(shù)：B_r=0.70～0.79T，H_c=308～379KA/m，(BH)max=80～93.6kJ/m，B_d=0.34～0.5T，H_d=213～237KA/m，T=500℃。雖然磁性能遜于含稀土元素的鈷合金且價格較貴，但在特定場合如要求微型化、高可靠和耐腐蝕的場合中，Pt-Co合金是惟一可滿足要求的永磁材料。主要用作助聽器、磁控管、電子鐘表、聚焦設(shè)備和電機轉(zhuǎn)子等。

金屬鈷主要用于制取合金。鈷基合金是鈷和鉻、鎢、鐵、鎳組中的一種或幾種制成的合金的總稱。含有一定量鈷的刀具鋼可以顯著地提高鋼的耐磨性和切削性能。含鈷50%以上的司太立特硬質(zhì)合金即使加熱到1000℃也不會失去其原有的硬度，如今這種硬質(zhì)合金已成為含金切削工具和鋁間用的最重要材料。在這種材料中，鈷將合金組成中其它金屬碳化物晶粒結(jié)合在一起，使合金具更高的韌性，并減少對沖擊的敏感性能，這種合金熔焊在零件表面，可使零件的壽命提高3-7倍。航空航天技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的合金是鎳基合金，也可以使用鈷基合金，但兩種合金的“強度機制”不同。含鈦和鋁的鎳基合金強度高是因為形成組成為NiAl(Ti)的相強化劑，當運行溫度高時，相強化劑顆粒就轉(zhuǎn)入固溶體，這時合金很快失去強度。鈷基合金的耐熱性是因為形成了難熔的碳化物，這些碳化物不易轉(zhuǎn)為固體溶體，擴散活動性小，在溫度在1038℃以上時，鈷基合金的優(yōu)越性就顯示無遺。這對于制造高效率的高溫發(fā)動機，鈷基合金就恰到好處。在航空渦輪機的結(jié)構(gòu)材料使用含20%-27%鉻的鈷基合金，可以不要保護覆層就能使材料達高抗氧化性。核反應(yīng)堆供熱汞作使熱介質(zhì)的渦輪發(fā)電機可以不檢修而連續(xù)運轉(zhuǎn)一年以上。

據(jù)報道美國試驗用的發(fā)電機的鍋爐就是用鈷合金制造的。鈷是磁化一次就能保持磁性的少數(shù)金屬之一。在熱作用下，失去磁性的溫度叫居里點，鐵的居里點為769℃，鎳為358℃，鈷可達1150℃。含有60%鈷的磁性鋼比一般磁性鋼的矯頑磁力提高2.5倍。在振動下，一般磁性鋼失去差不多1/3的磁性，而鈷鋼僅失去2%~3.5%的磁性。因而鈷在磁性材料上的優(yōu)勢就很明顯。鈷金屬在電鍍、玻璃、染色、醫(yī)藥醫(yī)療等方面也有廣泛應(yīng)用。用碳酸鋰與氧化鈷制成的鈷酸鋰是現(xiàn)代應(yīng)用最普遍的高能電池正極材料。鈷還可能用來制造核武器，一種理論上的原子彈或氫彈，裝于鈷殼內(nèi)，爆炸后可使鈷變成致命的放射性塵埃。

鈷基合金廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)生活中，其中常見的鈷基合金有鉑鈷合金、釤鈷合金、鋯鈷合金、鎢鈷合金等。