Riassuntu: Un paragone praticu di Stellite 6 è Stellite 21, spieghendu cumu u cuntenutu di carbone è u tungstenu-versus-molybdenu guidanu a durezza è a tenacità.
Stellite 6 è Stellite 21 sò i dui alliages d'usura basati in cobalt più spessu paragunati l'un à l'altru. Un difettu cumuni hè di specificà Stellite 6 ogni volta chì ci hè incertezza. Ddu abitudine hà una basa raghjone: Stellite 6 hà una longa storia d'applicazione, un cumpurtamentu ben documentatu è una sperienza di trasfurmazioni matura. Ma in duie situazioni, u predeterminatu pò intruduce un risicu innecessariu: quandu a parte vede un ciculu termale rapidu o un scossa termale, è quandu a parte hà pareti magre o cambiamenti bruschi di seccione.
Stellite 21 esiste largamente per affruntà a limitazione di tenacità di Stellite 6 in queste cundizioni. Capisce u scambiu trà i dui hè più utile cà memorizà quale hè "megliu".
E differenze di cumpusizioni guidanu a split performance
U distaccu di prestazione trà queste leghe si riduce à duie scelte di cumpusizioni.
U cuntenutu di carbone. Stellite 6 porta un livellu di carbonu significativamente più altu. Sottu SAE AMS 5387, i castings Stellite 6 anu una cumpusizioni nominali di 60Co-29Cr-4.5W, cù u carbonu tipicamente in a gamma 0.9-1.4% per i prudutti cast. Più carbone significa più precipitazione di carburu duru, chì aumenta direttamente a durezza è a resistenza à l'usura. Stellite 21 hà assai carbonu più bassu, cù una cumpusizioni nominali di circa C ~ 0.25%, Cr 25-30%, Mo 4.5-6.5%, Ni 1.5-3.5%, equilibriu Co. Lower carbon significa una frazione di volumi di carbure più bassu è una microstruttura duminata da a matrice di solu suluzione di cobalt.
Tungsten versus molibdenu. Stellite 6 usa tungstenu (W) cum'è u so principale rinforzante di suluzione solida; Stellite 21 rimpiazza a maiò parte di quellu tungstenu cù molibdenu (Mo). U molibdenu hà apprussimatamente a mità di u pesu atomicu di u tungstenu, cusì à u stessu percentuale di pesu cuntribuisce circa duie volte di più atomi. U molibdenu hà ancu una affinità più forte per u carbone è tende à prumove a furmazione di carbu. In Stellite 21, però, u livellu bassu di carbone limite questu effettu, è u risultatu netu hè un cuntenutu di carburu tutale assai più bassu cà Stellite 6.
Inseme, sti dui differenzi producenu dui profili di rendiment distinti.
Stellite 6: densità di carbure in cambiu di resistenza à l'usura
A microstruttura di Stellite 6 hè custituita da una matrice di suluzione solida basata in cobalt cù una distribuzione relativamente densa di particelle di carburu duru. Sta struttura funziona bè sottu u usu abrasiu.
Induve si mette. Facce di sigillatura di valvule, manichi di pompa, cumpunenti di manipolazione di slurry, è parti di usu generale sottu impattu moderatu sò applicazioni tipiche di Stellite 6. A so durezza di solitu cade in a gamma Rockwell C 37-45, secondu a cundizione di colata è u trattamentu termicu sussegwenti, chì hè abbastanza per a maiò parte di i prublemi di usura abrasiva. In ambienti d'ossidazione à alta temperatura, Stellite 6 forma ancu una capa d'ossidu protettiva basata principarmenti in Cr₂O₃ è CoCr₂O₄, cù una freccia d'ossidazione più bassa di Stellite 21.
Induve i limiti si vedenu. A densità di carburu hà un effettu secundariu: sottu un ciculu termale rapidu o un scossa termale localizzata, a diffarenza di espansione termale trà i carburi è a matrice pò diventà un situ d'iniziu di crack. Per i pezzi di sezione sottile, u cuntenutu più altu di carbone è carburu pò ancu suscitarà u risicu di cracking durante a colata è a machining. Questu ùn significa micca chì Stellite 6 ùn pò micca esse usatu in queste situazioni, ma quandu a fatigue termale hè u modu di fallimentu dominante, una alternativa deve esse evaluata seriamente.
Stellite 21: cuntenutu di carburi più bassu in cambiu di tenacità è resistenza à a fatigue termica
Stellite 21 seguita una logica di disignu sfarente. U so cuntenutu bassu di carbone è l'aghjuntu di molibdenu riducenu drasticamente a frazione di volumi di carburu, lascendu a matrice di suluzione solida di cobalt cum'è a fase chì porta a prestazione meccanica.
A cunsiguenza diretta: A durezza di a temperatura di l'ambienti è a resistenza à l'usura abrasiva pura sò più bassu di Stellite 6, ma a durezza, a resistenza di scossa termale è a resistenza di fatigue termale sò megliu. A durezza cum'è cast hè tipicamente rappurtata in u HRC 30s da bassa à media, sottu à quella di Stellite 6 (i valori esatti dipendenu da a forma di u produttu è a cundizione di prova - verificate contru à i dati di u fornitore prima di specificà). U so vantaghju ùn hè micca di usu di l'abrasivi, ma di mantene l'integrità strutturale sottu u ciclicu termale.
Induve si mette. Stellite 21 hè stata aduprata in pale di turbine di gas, valvole di travagliu caldu, fasteners d'alta temperatura, è sovrapposizioni di saldatura chì anu bisognu di buffer a discrepanza di espansione termica. Induve Stellite 6 serve cum'è una capa superiore è una capa intermedia hè necessariu, Stellite 21 hè stata storicamente utilizata com'è buffer per ammorbidisce a diffarenza di espansione termale trà u sustrato d'acciaio è a capa superiore Stellite 6. Un studiu nantu à i sustrati d'acciaio F91 cù strati di buffer Stellite 21, invechjati à 550-650 ° C per un massimu di 8,760 ore, hà truvatu una perdita significativa di resistenza à l'impattu à l'interfaccia F91 / S21, chì hè per quessa chì i strati di buffer basati in nickel sò sempre più preferiti in questa applicazione specifica. Questu illustra bè a pusizione di l'alliage: u so valore si trova in a durezza in cundizioni specifiche, micca in rimpiazzà Stellite 6 in ogni locu.
Una limitazione facilmente trascurata. Stellite 21 hà una resistenza relativamente limitata à l'erosione di particella dura. Perchè a densità di carburu hè bassa, a matrice offre menu prutezzione quandu e particelle taglienti colpisce à a velocità. Sutta l'erosione di l'angolo bassu è l'usura abrasiva dura, Stellite 21 ùn hè di solitu micca a megliu scelta.
Una strada di selezzione pratica
U percorsu dopu hè basatu annantu à e caratteristiche di prestazione di e duie alea. Pò serve cum'è guida di screening iniziale, ma ùn deve micca rimpiazzà una valutazione ingegneria di l'applicazione specifica.
Inclinate versu Stellite 6 quandu:
- U modu di fallimentu dominante hè l'usura abrasiva o adesiva, è u ciclicu termale ùn hè micca una carica maiò.
- A parte hà una sezione spessa, è a sensibilità di cracking durante u casting è a machining hè gestibile.
- A temperatura di serviziu hè alta in una atmosfera oxidante, è una capa d'oxidu protettiva hè parti di u disignu.
- L'applicazione hà una storia di Stellite 6 stabilita cù dati di fallimentu per riferite.
Inclinate versu Stellite 21 quandu:
- A parte sottumette u riscaldamentu è u rinfrescante rapidu ripetutu, è u cracking di fatigue termica hè un risicu cunnisciutu.
- A parte hà pareti sottili o cambiamenti bruschi di sezione, è a durezza importa più di a durezza cruda.
- Una strata di transizione hè necessaria trà un sustrato d'acciaio è un rivestimentu duru per tamponà a discrepanza di espansione termica (ma deve esse valutata a stabilità à alta temperatura à longu andà).
- U miccanisimu di usura hè principalmente un usu di scorrimentu di metallo à metallu o cavitazione piuttostu cà l'erosione di particella dura.
Quandu nimu hè una forma pulita: Se l'applicazione richiede una alta resistenza à l'usura abrasiva è una eccellente resistenza à a fatigue termica, Stellite 12 (carbonu più altu, resistenza à l'usura più altu) o a famiglia Tribaloy di leghe intermetalliche rinfurzate pò esse degne di cunsiderà, o a gestione termale di a parte pò esse bisognu à esse indirizzata à u livellu di disignu. Queste direzzione vanu al di là di stu paragone, ma appartenenu à una rivista di selezzione di materiale in prima fase.
Ciò chì include in una RFQ
Qualunque sia l'alia chì hè sceltu, un fornitore di casting è machining hà generalmente bisognu di ciò chì segue prima di pudè dà una citazione significativa:
- Disegni di parti cù dimensioni chjave è esigenze di tolleranza.
- Cundizioni di serviziu: intervallu di temperatura, mediu, è tipu di carica (usura, impattu, ciclicu termale).
- Vita prevista o modalità di fallimentu cunnisciuta, cù una parte storica se dispunibule.
- Material standard, per esempiu s'ellu AMS 5387 o un'altra specificazione applicabile deve esse rispettata.
- Quantità, postu chì i pezzi unichi, i picculi lotti è i volumi di produzzione portanu à scelte di prucessu diffirenti.
Per i fusioni di lega à basa di cobaltu, vale ancu a pena cunfirmà se u fornitore hà capacità interna da a fusione à a lavorazione di finitura, perchè queste leghe si indurennu notevolmente è a traslazione trà i processi affetta u costu è u tempu di consegna.
