钴镍钨合金（钴铬钨硬质合金）

钴基合金材料的用途，稀缺吗，重要吗

钴是小金属，是一种非常稀缺的资源，有“工业味精” 之称，是重要的战略资源之一。世界钴储量约为710 万吨。主要集中在刚果(金)、澳大利亚、古巴，三国储量约占世界钴总储量的83.1%，其中刚果（金）占世界储量的47.9%。其余的少量分布在赞比亚、俄罗斯、加拿大等。钴是中国严重短缺的九种矿产资源之一。中国钴矿资源不多，主要伴生在铜、镍、铁矿中，独立成矿的钴矿物仅占全国保有储量的4.70％。中国已探明钴金属储量仅47万吨。

电池材料是钴的最主要消费材料,占钴总消费的60%左右。锂离子电池的主要构成材料包括电解液、隔离材料、正负极材料等。钴是锂电池最常见的金属材料之一。锂电池主要用于手机领域、笔记本领域、电动自行车和新能源汽车领域。未来新能源汽车将成为带动锂电池需求的主要增长点。钴的另一个主要用途在生产耐高温、耐热、耐腐的硬质合金。硬质合金是由硬质（钨、钛）颗粒和韧性较好的材料（钴、镍）挤压粘结而成的。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。硬质合金还可用来制作凿岩工具、采掘工具、钻探工具、测量量具、耐磨零件、金属磨具、汽缸衬里、精密轴承、喷嘴等。高温合金是金属钴的另一个消费领域之一，2011年高温合金占全球钴消费接近20%而中国仅有4%。未来在中国的消费比例也会越来越大。高温合金（又叫超级合金）是在600-1200℃高温下能承受一定应力并具有抗氧化或抗腐蚀能力的合金。高温合金的消费中，航空航天、能源推进、工业、汽车行业和其他领域分别占比64%、24%、5%、3%、2%和2%。航空航天发动机是高温合金行业在航空航天领域最主要的消费部分。磁性材料是金属钴的又一用途。磁性材料在电子工业和其他高科技领域起着非常重要的作用。钴可以作为高档的玻璃和陶瓷的色彩染料。作为国内传统的钴的消费领域，钴在玻陶行业的使用量一直比较平稳。钴还广泛用于石油冶炼中的各种加氢催化剂。钴基催化剂比如醋酸钴在合成催化剂中具有重要地位。

钴用途多样且广泛决定了钴的消费需求整体呈现一定刚性，不随强周期行业的景气度波动。钴的工业消费方面，未来新能源汽车将成为带动锂电池需求的新增长点，传统的笔记本电脑、便携式电器、手机等市场也将进一步发展。航空航天业的发展将带动钴在高温合金行业的需求增加，高温合金行业是未来带动钴的工业需求之一。

钴钨合金对人体有什么危害

钴和钨都是重金属

钴过量表现

经常注射钴或暴露于过量的钴环境中，可引起钴中毒。儿童对钴的毒性敏感，应避免使用每千克体重超过1mg的剂量。在缺乏维生素B12和蛋白质以及摄入酒精时，毒性会增加，这在酗酒者中常见。

钴的简介

钴是中等活泼的金属元素，有二价和三价二种化合价。钴可经消化道和呼吸道进入人体，一般成年人体内含钴量为1.1-1.5mg。在血浆中无机钴附着在白蛋白上，它最初贮存于肝和肾，然后贮存于骨、脾、胰、小肠以及其它组织。体内钴14%分布于骨骼，43%分布于肌肉组织，43%分布于其它软组织中。

食物来源

食物中钴含量较高者有甜菜、卷心菜、洋葱、萝卜、菠菜、西红柿、无花果、荞麦和谷类等，蘑菇含量可达61ug/100g。

代谢吸收

经口摄入的钴在小肠上部被吸收，并部分地与铁共用一个运载通道，在血浆中是附着在白蛋白上。吸收率可达到63%-93%，铁缺乏时可促进钴的吸收。钴主要通过尿液排出，少部分由肠、汗、头发等途径排出，一般不在体内蓄积。

生理功能

钴是维生素B12组成部分，反刍动物可以在肠道内将摄入的钴合成为维生素B12，而人类与单胃动物不能将钴在体内合成B12。现在还不能确定钴的其它的功能，但体内的钴仅有约10%是维生素的形式。已观察到无机钴对刺激红细胞生成有重要的作用。有种贫血用叶酸、铁、B12治疗皆无效，有人用大剂量的二氯化钴可治疗这类贫血。然而，这么大剂量钴反复应用可引起中毒。钴对红细胞生成作用的机制是影响肾释放 *** ，或者通过刺激胍循环。还观察到供给钴后可使血管扩张和脸色发红，这是由于肾释放舒缓肌肽，钴对甲状腺的功能可能有作用，动物实验结果显示，甲状腺素的合成可能需要钴，钴能拮抗碘缺乏产生的影响。

钨钼对人体有什么危害？

满意答案

导致铬鼻病

钴铬钨合金的成分

钴铬钨合金的基本成分是：Co:50%~58%,Cr:28%~30%,W:4%~6%,Ni:2%~4%等各种合金组成，熔点为1470℃。

由合金成分可以看出，该合金的含钴量和含钨量都十分高，使得该材料具有优良的高温性能，同时具有较差的导热性。正是这些特性，使钴铬钨合金在磨削加工时火花呈暗红色，火花数量极少，脱离工件表面的金属极易堵塞砂轮，使磨削条件迅速变差，同时产生大量磨削热不能迅速扩散，造成效率低下，工件表面烧伤。

超细晶、钨镍铁、钨镍铜、钨镍钴属于高性能钨合金吗

钨镍铁合金是一种以钨为基（约90～98%）并加入镍、铁、铜或其他组元的合金，比重一般为17.0～18.5。

钨镍铁合金是一种重要的钨基重合金。它们是在钨中添加镍、铁而组成的合金，以及在这个基础上再加入其他金属元素的合金。加入的镍铁比一般为7：3或1：1。

钴铬钨合金的用途

钴铬钨合金广泛应用于机车柴油机、核电站阀门、船舶柴油机及各种航空器上。

早期的钴铬钨合金用非真空冶炼和铸造工艺生产。后来研制成的合金，如Mar-M509合金，因含有较多的活性元素锆、硼等，用真空冶炼和真空铸造生产。

一般钴铬钨合金缺少共格的强化相，虽然中温强度低(只有镍基合金的50-75%)，但在高于980℃时具有较高的强度、良好的抗热疲劳、抗热腐蚀和耐磨蚀性能，且有较好的焊接性。适于制作航空喷气发动机、工业燃气轮机、舰船燃气轮机的导向叶片和喷嘴导叶以及柴油机喷嘴等。

有人知道钴铬钨合金的化学成分及力学性能吗

钴铬钨合金的典型牌号有：Hayness188，Haynes25(L-605),Alloy S-816,MP-159，FSX-414，X-40，Stellite6B等，中国牌号有：GH5188(GH188)，GH605，K640，DZ40M等。与其它高温合金不同，钴铬钨合金不是由与基体牢固结合的有序沉淀相来强化，而是由已被固溶强化的奥氏体fcc基体和基体中分布少量碳化物组成。铸造钴铬钨高温合金却是在很大程度上依靠碳化物强化。纯钴晶体在417℃以下是密排六方（hcp）晶体结构，在更高温度下转变为fcc。为了避免钴铬钨高温合金在使用时发生这种转变，实际上所有钴铬钨合金由镍合金化，以便在室温到熔点温度范围内使组织稳定化。钴铬钨合金具有平坦的断裂应力-温度关系，但在1000℃以上却显示出比其他高温下具有优异的抗热腐蚀性能，这可能是因为该合金含铬量较高，这是这类合金的一个特征。

一般钴铬钨合金缺少共格的强化相，虽然中温强度低(只有镍基合金的50-75％)，但在高于980℃时具有较高的强度、良好的抗热疲劳、抗热腐蚀和耐磨蚀性能，且有较好的焊接性。适于制作航空喷气发动机、工业燃气轮机、舰船燃气轮机的导向叶片和喷嘴导叶以及柴油机喷嘴等。

碳化物强化相 钴铬钨合金中最主要的碳化物是 MC﹑M23C6和M6C，在铸造钴铬钨合金中，M23C6是缓慢冷却时在晶界和枝晶间析出的。在有些合金中，细小的M23C6能与基体γ形成共晶体。MC碳化物颗粒过大，不能对位错直接产生显着的影响，因而对合金的强化效果不明显，而细小弥散的碳化物则有良好的强化作用。位于晶界上的碳化物(主要是M23C6)能阻止晶界滑移，从而改善持久强度，钴铬钨高温合金HA-31(X-40)的显微组织为弥散的强化相为 (CoCrW)6 C型碳化物。

在某些钴铬钨合金中会出现的拓扑密排相如西格玛相和Laves等是有害的，会使合金变脆。钴铬钨合金较少使用金属间化合物进行强化，因为Co3 (Ti﹐Al)﹑Co3Ta等在高温下不够稳定，但近年来使用金属间化合物进行强化的非钴铬钨合金也有所发展。

钴铬钨合金中碳化物的热稳定性较好。温度上升时，碳化物集聚长大速度比镍基合金中的γ 相长大速度要慢，重新回溶于基体的温度也较高(最高可达1100℃)，因此在温度上升时，钴铬钨合金的强度下降一般比较缓慢。

钴铬钨合金有很好的抗热腐蚀性能，一般认为，钴铬钨合金在这方面优于镍基合金的原因，是钴的硫化物熔点(如Co-Co4S3共晶，877℃)比镍的硫化物熔点(如Ni-Ni3S2共晶645℃)高，并且硫在钴中的扩散率比在镍中低得多。而且由于大多数钴铬钨合金含铬量比镍基合金高，所以在合金表面能形成抵抗碱金属硫酸盐(如Na2SO4腐蚀的Cr2O3保护层。但钴铬钨合金抗氧化能力通常比镍基合金低得多。

早期的钴铬钨合金用非真空冶炼和铸造工艺生产。后来研制成的合金，如Mar-M509合金，因含有较多的活性元素锆、硼等，用真空冶炼和真空铸造生产。

钴铬钨合金中的碳化物颗粒的大小和分布以及晶粒尺寸对铸造工艺很敏感，为使铸造钴铬钨合金部件达到所要求的持久强度和热疲劳性能，必须控制铸造工艺参数。钴铬钨合金需进行热处理，主要是控制碳化物的析出。对铸造钴铬钨合金而言，首先进行高温固溶处理，温度通常为1150℃左右，使所有的一次碳化物，包括部分MC型碳化物溶入固溶体；然后再在870-980℃进行时效处理，使碳化物(最常见的为M23C6)重新析出。

钴铬钨合金的堆焊 钴铬钨堆焊合金含铬25-33%，含钨3-21%，含碳0.7-3.0%。，随着含碳量的增加，其金相组织从亚共晶的奥氏体+M7C3型共晶变成过共晶的M7C3型初生碳化物+ M7C3型共晶。含碳越多，初生M7C3越多，宏观硬度加大，抗磨料磨损性能提高，但耐冲击能力，焊接性，机加工性能都会下降。被铬和钨合金化的钴铬钨合金具有很好的抗氧化性，抗腐蚀性和耐热性。在650℃仍能保持较高的硬度和强度，这是该类合金区别于镍基和铁基合金的重要特点。钴铬钨合金机加工后表面粗糙度低，具有高的抗擦伤能力和低的摩擦系数，也适用于粘着磨损，尤其在滑动和接触的阀门密封面上。但在高应力磨料磨损时，含碳低的钴铬钨合金耐磨性还不如低碳钢，因此，价格昂贵的钴铬钨合金的选用，必须有专业人士的指导，才能发挥材料的最大潜力。

合金工件的磨损在很大程度上受其表面的接触应力或冲击应力的影响。在应力作用下表面磨损随位错流动和接触表面的互相作用特征而定。对于钴铬钨合金来说，这种特征与基体具有较低的层错能及基体组织在应力作用或温度影响下由面心立方转变为六方密排晶体结构有关，具有六方密排晶体结构的金属材料，耐磨性是较优的。此外，合金的第二相如碳化物的含量、形态和分布对耐磨性也有影响。由于铬、钨和钼的合金碳化物分布于富钴的基体中以及部分铬、钨和钼原子固溶于基体，使合金得到强化，从而改善耐磨性。在铸造钴铬钨合金中，碳化物颗粒尺寸与冷却速度有关，冷却快则碳化物颗粒比较细。砂型铸造时合金的硬度较低，碳化物颗粒也较粗大，这种状态下，合金的磨料磨损耐磨性明显优于石墨型铸造（碳化物颗粒较细），而粘着磨损耐磨性两者没有明显差异，说明粗大的碳化物有利于改善抗磨料磨损能力。