Stellite 6PM 堆焊层：碳 1.1% 与硼 1% 的稀释率上限

Stellite 6PM 属于钴基耐磨堆焊合金，成分是碳约 1.1%、铬约 29%、钨约 4.5%、硼不超过 1.0%，硅约 1.5%、锰约 1.0%、镍不超过 3.0%、铁不超过 1.5%，余量为钴。它常做成粉末或铸棒，用于阀门密封面、螺杆、搅拌桨这类同时吃磨粒磨损与高温的零件，沉积层硬度通常在 40 HRC 量级。

碳 1.1% 与铬 29% 生成的是什么

高碳配高铬，凝固时先析出大量 M₇C₃ 型铬碳化物，这类碳化物硬度在 1200~1800 HV 量级，呈块状与杆状分布在钴基固溶体上。磨粒磨损时，硬的碳化物承担抗磨，韧的钴基体把颗粒兜住，不让它整块剥落，这就是钴基合金在磨粒加冲击工况下比纯碳化物涂层耐用的原因。碳低于 1% 时碳化物量不够，硬度掉；高于 1.3% 则脆性上升，厚层容易起裂。

硼 1% 是为了让粉好用

硼在钴基合金里主要降低熔点、改善熔体的润湿与流动性，自熔性粉末靠它才能在喷焊时铺得平、与基体形成冶金结合。代价是硼会形成硬度很高的硼化物，并且集中在晶界，含量超过 1.5% 时晶界连续脆性相增多，层内裂纹敏感性明显上升。所以这个上限不是配比的艺术，是裂纹的边界。

稀释率决定层里还剩多少碳与铬

堆焊时母材熔化多少，熔进层里的比例就是稀释率。手工钨极氩弧堆焊的稀释率常在 10%~20%，等离子喷焊可以压到 5% 以下，激光熔覆在 3%~10% 之间。稀释率每上升 10 个百分点，层内碳与铬被母材的铁与碳稀释一档，硬度掉 3~5 HRC，耐蚀性也跟着退。控制手段是降低热输入、提高送粉或送丝速度、把焊道搭接率做足。

层厚与层数按裂纹倾向定

钴基堆焊层的裂纹多数是横向的收缩裂纹，出现在最靠熔合线的那一层。单层厚度控制在 3~5 mm 时残余应力较小，需要更厚就分层堆，每层之间清渣并控制层间温度在 300~400 ℃，不要冷透再焊。阀门密封面的常见做法是堆两层共 6~8 mm，加工后保留 3~4 mm 的有效层。

预热与缓冷对基体的意义

基体若是中高碳钢或合金钢，不预热直接堆焊会在热影响区形成淬硬层，冷却时开裂并沿着熔合线扩展。预热温度按基体碳当量定，常见 200~350 ℃；焊后要缓冷，厚件可埋入保温砂或进炉随炉冷。钴基合金本身相变少，怕的不是它自己，是它旁边那圈基体。

加工硬化与磨削

钴基堆焊层在磨削时会出现加工硬化，表面硬度比内部高几个 HRC，砂轮变钝后摩擦热上升，容易在表面留下回火色与微裂纹。可行做法是用较软的碳化硅或金刚石砂轮、小切深、多行程、大流量冷却，磨后做一次着色渗透，把磨削裂纹与堆焊裂纹区分开。

验收时量什么

一看层厚与结合：超声或敲击判断有无未熔合，熔合线处不许有连续缺陷；二看硬度，按 GB/T 4340.1 做维氏或用洛氏在层表面打点，同一件上散差不超过 5 HRC；三看裂纹，按 GB/T 9443 一档做渗透，允许的裂纹长度与条数要在技术条件里约定；四看稀释率，用截面金相量熔合线到成分过渡区的深度，反算稀释比例。