Stellite 21 钴铬钼合金 — 成分、性能与供货

钴铬合金钴铬钨合金

单位

抗拉强度 Rm（816 °C）

360

MPa · ≥ 标准下限

断后伸长率 A（816 °C）

% · ≥ 标准下限

长期使用温度上限

800

°C · 上限参考

密度

8.33

g/cm³

硬度与耐磨

状态	判据
熔模铸件，铸态	≤ 34 HRC
约 800 ℃ 暴露 50 h 后（标准举例）	可高达 45 HRC

铸态硬度不高于 34 HRC（或等效值，按 ASTM E18 测定）。

⚠ 这是上限，方向与同族的 Stellite 6（≥37 HRC 下限）相反。原因是高温暴露会让铸件继续硬化（约 800 ℃ 保温 50 h，硬度可升到 45 HRC）——铸态压住上限是为了保住加工性与韧性储备。

⚠ 45 HRC 只是举例，不是验收判据，不能拿它去判合格与否；铸态 34 HRC 才是验收线。

⚠ 实务后果：来料硬度偏低不一定是问题（甚至是要求），而用过一段时间的件测出 40 HRC 以上也不说明来料超标。判定必须区分「铸态」与「服役后」。

⚠ 同一族三个钴基耐磨牌号，硬度要求的方向各不相同，看错方向就会得出相反结论：

· R30006（Stellite 6 铸件）——不低于 37 HRC，是下限，硬度本身就是功能；

· R30021（Stellite 21 铸件）——铸态不高于 34 HRC，是上限，因为它在服役中还会时效硬化；

· R30016（Stellite 6B 锻材）——33～43 HRC 双向带。

看到钴基硬度值，先确认它是下限、上限还是区间。

典型用途：涡轮导向叶片等零件，要求 816 ℃（1500 ℉）以下高强度、1095 ℃（2000 ℉）以下抗氧化；用途不限于此。

⚠ 注意用途与 Stellite 6 不一样：Stellite 21 定位是「高强度 + 抗氧化」，典型件是涡轮导叶；Stellite 6 才定位「耐磨/抗冲蚀」。Stellite 21 本身并不是按首选耐磨牌号定位的。

⚠ 816 ℃ 与 1095 ℃ 是两个不同的温度：前者是强度温度，后者是抗氧化温度，两者相差近 280 ℃，不可混用。承力件按 816 ℃ 这一档考虑，且标准并不给该温度下的许用应力。

AWS 分类 / UNS	焊态多层焊缝硬度	碳化物与取舍
ERCoCr-A / R30006	23 – 47 HRC	亚共晶碳化物；耐低应力磨粒磨损兼抗冲击，抗金属间咬合好
ERCoCr-B / R30012	34 – 47 HRC	碳化物约 16%；硬度与磨粒/金属间耐磨略高，冲击与耐蚀略降
ERCoCr-C / R30001	43 – 58 HRC	碳化物约 19%，出现初生过共晶碳化物；耐磨最高，冲击与耐蚀下降，冷却时易开裂
ERCoCr-E / R30021	20 – 35 HRC	碳化物比例低、固溶强化为主；韧、可加工硬化，抗热震与气蚀，自配副抗咬合优
ERCoCr-F / R30002	32 – 46 HRC	含 Ni >20%，为抗铅添加剂腐蚀与氧化而开发
ERCoCr-G / R30014	52 – 60 HRC	ERCoCr-C 的高碳高钨版，初生碳化物体积分数更高
ERCoCr-H / R31233	20 – 30 HRC	耐磨与耐蚀平衡；抗焊接开裂好，可不打底不预热；焊层冷作后可达 50 HRC

⚠ 这些是多层焊敷焊态的典型硬度值，不是验收范围。标准正文只考核焊材/熔敷金属的化学成分，不考核硬度。拿这张表去判焊层合格与否是错的。

读法：碳化物比例 A → B → C → G 递增，硬度随之上升，冲击韧性与耐蚀性同步下降；E 与 H 走另一条路——低碳化物、固溶强化，靠加工硬化和韧性取胜。选牌号就是在这条取舍线上定位。

⚠ 硬度带都很宽（ERCoCr-A 跨 24 个 HRC）。焊态硬度取决于稀释率、层数、预热与层间温度，不是材料常数；单层焊会被母材稀释而明显偏软，A7.2.8 说的是多层焊缝。

⚠ 与铸件铸态 ≤34 HRC 的上限互相印证：ERCoCr-E 在堆焊态也是全族最软的一档（20～35 HRC）。这一族里它不是靠硬度取胜的牌号。

A7.2.4.1：可用到 1150 ℃ 仍有良好强度与塑性，抗热震、抗氧化与还原气氛，自配副抗咬合优异、极抗气蚀，且会加工硬化。阀门内件、热剪刃、热挤压模选它，看的是热震与咬合，不是硬度。

交货状态	铸态（As-Cast）
牌号对应	标准标题写「Composition similar to UNS R30021」——成分相近，非逐项等同
商品名	标题栏列出 Stellite® 21（2025 年 J 版新增）

标称成分 62Co-27Cr-2.8Ni-5.5Mo。与 Stellite 6（60Co-29Cr-4.5W）比，21 用 Mo 代 W、碳低得多，这正是它铸态更软、却在服役中时效硬化的成分原因。

Co59%

Co 59%Cr 27%Mo 5.5%Ni 2.8%C 0.25%微量与杂质 5%

名义成分：区间取中值、只有上限的取上限、余量吃剩余——标准规定的精确区间见下表。

保证值随形态、尺寸与交货状态而不同；报价时按「标准号 + 形态 + 尺寸 + 交货状态」确认。

形态	交货状态	Rm MPa	Rp0.2 MPa	A ≥ %	其他要求与说明
丝材与焊材
实心堆焊焊丝/焊条	AWS 分类 ERCoCr-E / UNS R30021	—	—	—	焊材标准只规定成分。
其他
熔模铸件的单铸试样	铸态；816±6 ℃高温拉伸，保温不少于10 min	≥ 360 (52 ksi)	—	≥ 10	816 ℃ 试验值；室温拉伸须另行指定。
熔模铸件	铸态；不适用热处理	—	—	—	铸态硬度 ≤34 HRC。