Stelitna legura je opšti naziv za seriju legura kobalt-hrom otpornih na visoke temperature, habanje i koroziju. "Stellite" je prvobitno bio patent Deloro grupe. Kennametal je 2012. godine kupio Deloro Stellite Group i postao je registrovani zaštitni znak Kennametal-a, koji se koristi za označavanje određenih legura na bazi kobalta.
Hemijski sastav stelit legure:
Stelitna legura pripada porodici legura na bazi kobalta i uglavnom sadrži sljedeće osnovne elemente:
Kobalt (Co) : matrični element, koji čini približno 50-65% ukupne težine, pruža odličnu čvrstoću pri visokim temperaturama i otpornost na toplotni zamor.
Krom (Cr) : Njegov sadržaj je tipično između 25% i 33%, i ključan je za formiranje gustog zaštitnog sloja krom oksida (Cr₂O₃), dajući leguri izvanrednu otpornost na oksidaciju i koroziju pri visokim temperaturama.
Volfram (W) i molibden (Mo) : Glavni elementi za jačanje čvrstog rastvora. Nešto volframa ili molibdena će se kombinirati s ugljikom kako bi formirali tvrde karbide, značajno povećavajući crvenu tvrdoću i otpornost na habanje legure.
Ugljik (C) : Sadržaj varira između 0,1% i 3,0%. Ugljik je osnovni element u formiranju karbida (kao što su MC, M₂₃C₆, M₇C₃), koji su ugrađeni u kobaltnu matricu poput čeličnih šipki, tvoreći "kostur" legure da se odupre habanju.
Ojačanje stelitne legure uglavnom dolazi od austenitne matrice ojačane čvrstim rastvorom i karbida raspoređenih u matrici. Ovaj jedinstveni mehanizam za jačanje omogućava leguri Stellite da doživi veoma spor pad čvrstoće kako temperatura raste, dajući joj izuzetno visoku termičku stabilnost.
Glavne klase i karakteristike stelitne legure:
Serija otporna na habanje
Stelit 1: Visokougljična i volframova klasa sa tvrdoćom do HRC 48-55. Ima odlične performanse protiv abrazivnog habanja i pogodan je za sjedišta ventila, ležajeve i obloge otporne na habanje, itd.
Stelit 4: Visoka čvrstoća, visoka tvrdoća. Pogodan je za matrice za hladno štancanje, delove koji se troše pod visokim naprezanjem itd.
Stellite 6: Najsvestraniji i najklasičniji razred, poznat je kao "Jack svih vrsta". Ima savršenu ravnotežu između tvrdoće (oko HRC 40) i žilavosti, a također ima odličnu otpornost na udarce, otpornost na koroziju i otpornost na visoke temperature. Široko se koristi u površinama za brtvljenje ventila, ventilima motora i raznim čahurama itd.
Stellite 12: Njegove performanse se nalaze između Stellite 1 i Stellite 6, sa tvrdoćom od približno HRC 45. Tvrđi je i otporniji na habanje od Stellite 6, te je pogodan za ventile visoke temperature i visokog pritiska, zupce pile, vijčane potisne šipke i kontrolne ventile.
Stellite 20: Vrsta sa izuzetno visokom tvrdoćom (približno HRC 60), uglavnom dizajnirana za ekstremne uslove abrazivnog habanja i često se koristi u čaurama ležajeva, pločama otpornim na habanje i rotacionim zaptivnim prstenovima.
Stellite 100: otporan na udarce i kavitaciju, uglavnom dizajniran za ekstremne uslove abrazivnog habanja, često se koristi u impelerima pumpi, lopaticama turbina i hemijskoj opremi.
Serija otporna na visoke temperature/koroziju
Stellite 21: Niskougljenična, koja sadrži molibden, sa odličnom žilavošću i izuzetnom otpornošću na termalni udar. Lopatice plinskih turbina, visokotemperaturni ventili, komponente nuklearne industrije.
Stelit 31 (X-40) : Sadrži nikl, odlikuje se odličnom čvrstoćom pri visokim temperaturama i otpornošću na toplotni zamor, a dugo se koristi kao materijal za vodeće lopatice u avio motorima i komponentama gasnih turbina.
Stelit 25: Nizak sadržaj ugljenika, sa odličnom otpornošću na termički zamor, oksidaciju i sulfidaciju, pogodan za komponente komore za sagorevanje.
Specijalna serija performansi
Tribaloy T-400: Visok sadržaj molibdena, odlična svojstva samopodmazivanja pri visokim temperaturama, postizanje samopodmazivanja pri visokim temperaturama kroz Laves fazu, posebno pogodan za zasune i komponente za podmazivanje bez ulja u visokotemperaturnim i visoko korozivnim medijima.
Tribaloy T-800: Visoka količina molibdena i hroma, sa boljom otpornošću na habanje od T-400, pogodna za zahtjevnije, visoko korozivne i visokotemperaturne sredine.
Prednosti i nedostaci stelitne legure
Prednosti
Izvanredna crvena tvrdoća: Najistaknutija karakteristika Stellite legure je da može održati visoku tvrdoću i čvrstoću čak i na visokim temperaturama u rasponu od 650 do 1000 ℃. Njegovi karbidi se ne otapaju ponovo do 1100℃, što je teško postići mnogim materijalima na bazi gvožđa i nikla.
Sveobuhvatna otpornost na koroziju: Visok sadržaj hroma omogućava mu da formira stabilan pasivizirajući film u različitim korozivnim medijima, uključujući morsku vodu, sumpornu kiselinu, azotnu kiselinu i visokotemperaturni gas, pokazujući odličnu otpornost na jednoličnu i lokalnu koroziju. Posebno u pogledu otpornosti na termičku koroziju (kao što je sulfidacija), stelitne legure su često superiornije od legura na bazi nikla zbog više tačke topljenja kobalt sulfida.
Izvanredna otpornost na habanje: Bilo da se radi o intermetalnom trošenju trenjem (habanju ljepila) ili trošenju uzrokovanom erozijom uzrokovanom tekućinama koje sadrže čestice, legura Stellite radi izuzetno dobro. Ima nizak koeficijent trenja i jaku sposobnost protiv ogrebotina.
Odlična otpornost na termički zamor: može izdržati drastične promjene temperature (termički udar) bez pucanja, što ga čini vrlo pogodnim za česte uvjete start-stop ventila, kalupa, itd.
Nedostatak
Nedovoljna čvrstoća pri srednjim temperaturama: Na srednjim temperaturama (kao što je 600-800℃), čvrstoća stelitnih legura je tipično samo 50-75% jačine legura na bazi nikla zbog nedostatka koherentnih faza ojačanja.
Visoka poteškoća obrade: Zbog visoke tvrdoće i visoke žilavosti, obrada stelit legure je izuzetno teška. Obično se mogu primijeniti samo brušenje ili posebne metode obrade, što rezultira visokim troškovima proizvodnje dijelova.
Nedostatak resursa: Kobalt je važan strateški resurs. Njegove globalne rezerve su ograničene i neravnomjerno raspoređene, što dovodi do visoke cijene legure stelita. To donekle ograničava njegovu široku primjenu.
Ograničena otpornost na oksidaciju: Unatoč odličnoj otpornosti na termičku koroziju, oksidacijska otpornost stelitnih legura u čistim visokotemperaturnim oksidacijskim sredinama je obično niža od otpornosti legura na bazi nikla.
