Stellite12钴基合金具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和高温强度,被应用于核电站主泵推力盘以及某发动机气阀表面的堆焊层。在服役过程中经受高温-低温的多次冷却循环冲击作用,导致Stellite12钴基合金表面出现裂纹,其性能和使用寿命大大下降。本文对Stellite12钴基合金进行不同冷却温度下的热循环冲击试验,通过扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X射线衍射分析（XRD）对不同冷却温度、热冲击次数下的Stellite12钴基合金进行组织观察;对不同冷却温度下试样表面产生宏观裂纹所经历的热冲击次数进行统计,并对冲击前后试样的折弯强度、拉伸强度、硬度等力学性能进行测试。通过ABAQUS建立了Stellite12在热冲击过程中温度场和热应力场的数值模型,对Stellite12钴基合金在经历热循环冲击后的开裂行为进行了进一步分析。研究结果表明:（1）Stellite12钴基合金的组织为WC、Cr7C3以及Co基体。在经历冷却温度为20℃、60℃、100℃的热循环冲击后,材料的组织没有发生明显的变化。但随着热冲击次数的增加,WC相向Co基发生了扩散现象,在SEM中表现为WC相周围产生了细小的絮状物。随着热冲击次数的增加,试样边缘处出现了氧化微孔洞,同时表面逐渐产生了肉眼可见的宏观裂纹。随着冷却温度的降低,试样边缘由氧化引起的损伤区域厚度有所增加,同时产生宏观裂纹所需的热冲击次数依次降低。（2）低热冲击次数下材料的拉伸强度和折弯强度相较于原始强度没有明显变化,在高热冲击次数下冷却温度较低时拉伸强度和折弯强度骤然降低,研究宏观断口形貌发现与热冲击微孔洞、裂纹有关。随着热冲击次数的增加,试样裂纹的氧化面积逐渐增加,当氧化区域比率达到10%-20%时,材料的拉伸强度和折弯强度急速下降。对断口的微观形貌分析,材料的断裂整体属于脆性断裂,Co基体上观察到韧窝,证明其作为粘结相有很好的韧性,WC、Cr7C3相发生沿晶断裂和穿晶断裂。（3）有限元计算结果表明对于拉伸、折弯试样,在经历热冲击时产生的热应力主要集中在棱边处,且随着冷却温度的升高、产生的热应力降低。计算所得宏观产生的热应力较小,在100 MPa至150 MPa之间。对于微观组织,在经历热冲击时不同的相之间产生了较大的应力,当加热温度升高或者冷却温度降低,产生的热应力相应增加,微观组织间产生的热应力较大,最大可达661 MPa左右。（4）气阀表面的Stellite12钴基合金堆焊层在加热温度500℃时产生了较多的裂纹,400℃、300℃下产生的裂纹较少或没有裂纹产生。有限元模拟结果表明气阀在热冲击过程中热应力主要集中在堆焊层表面及堆焊层与气阀相交处顶端。700℃、500℃及400℃热冲击时,堆焊层表面产生的最大热应力大约为778 MPa、539 MPa及411 MPa。该热应力成为气阀堆焊层萌生裂纹及其裂纹扩展的主要原因之一。