Crynodeb: Cymhariaeth ymarferol o Stellite 6 a Stellite 21, sy'n esbonio sut mae cynnwys carbon a thwngsten-molybdenwm yn ysgogi'r cyfaddawd caledwch a chaledwch.
Stellite 6 a Stellite 21 yw'r ddau aloi gwisgo cobalt sy'n cael eu cymharu amlaf yn erbyn ei gilydd. Rhagosodiad cyffredin yw nodi Stellite 6 pryd bynnag y bydd ansicrwydd. Mae gan yr arfer hwnnw sail resymol: mae gan Stellite 6 hanes ymgeisio hir, ymddygiad wedi'i ddogfennu'n dda, a phrofiad prosesu aeddfed. Ond mewn dwy sefyllfa gall y rhagosodiad gyflwyno risg ddiangen: pan fydd y rhan yn gweld seiclo thermol cyflym neu sioc thermol, a phan fydd gan y rhan waliau tenau neu newidiadau adran sydyn.
Mae Stellite 21 yn bodoli i raddau helaeth i fynd i'r afael â chyfyngiad caledwch Stellite 6 yn yr amodau hynny. Mae deall y cyfaddawd rhwng y ddau yn fwy defnyddiol na chofio pa un sy'n "well."
Mae gwahaniaethau cyfansoddiad yn gyrru'r rhaniad perfformiad
Daw'r bwlch perfformiad rhwng yr aloion hyn i lawr i ddau ddewis cyfansoddiadol.
Cynnwys carbon. Mae gan Stellite 6 lefel carbon sylweddol uwch. O dan SAE AMS 5387, mae gan gastiau Stellite 6 gyfansoddiad enwol o 60Co-29Cr-4.5W, gyda charbon yn nodweddiadol yn yr ystod 0.9-1.4% ar gyfer cynhyrchion cast. Mae mwy o garbon yn golygu mwy o wlybaniaeth carbid caled, sy'n codi caledwch a gwrthsefyll traul yn uniongyrchol. Mae gan Stellite 21 garbon llawer is, gyda chyfansoddiad enwol o tua C ~ 0.25%, Cr 25-30%, Mo 4.5-6.5%, Ni 1.5-3.5%, cydbwysedd Co. Mae carbon is yn golygu ffracsiwn cyfaint carbid is a microstrwythur a ddominyddir gan y matrics hydoddiant solet cobalt.
Twngsten yn erbyn molybdenwm. Mae Stellite 6 yn defnyddio twngsten (W) fel ei brif gryfhau hydoddiant solet; Mae Stellite 21 yn disodli'r rhan fwyaf o'r twngsten hwnnw â molybdenwm (Mo). Mae gan molybdenwm tua hanner pwysau atomig twngsten, felly ar yr un canran pwysau mae'n cyfrannu tua dwywaith cymaint o atomau. Mae gan molybdenwm hefyd affinedd cryfach â charbon ac mae'n tueddu i hyrwyddo ffurfio carbid. Yn Stellite 21, fodd bynnag, mae'r lefel carbon isel yn cyfyngu ar yr effaith honno, a'r canlyniad net yw cyfanswm cynnwys carbid sylweddol is na Stellite 6.
Gyda'i gilydd, mae'r ddau wahaniaeth hyn yn cynhyrchu dau broffil perfformiad gwahanol.
Stellite 6: dwysedd carbid yn gyfnewid am wrthwynebiad gwisgo
Mae microstrwythur Stellite 6 yn cynnwys matrics datrysiad solet wedi'i seilio ar cobalt gyda dosbarthiad cymharol drwchus o ronynnau carbid caled. Mae'r strwythur hwn yn perfformio'n dda o dan draul sgraffiniol.
Lle mae'n ffitio. Mae wynebau selio falf, llewys pwmp, cydrannau trin slyri, a rhannau gwisgo cyffredinol o dan effaith gymedrol yn geisiadau nodweddiadol Stellite 6. Mae ei galedwch fel arfer yn disgyn yn ystod Rockwell C 37-45, yn dibynnu ar gyflwr castio a thriniaeth wres ddilynol, sy'n ddigonol ar gyfer y rhan fwyaf o broblemau gwisgo sgraffiniol. Mewn amgylcheddau tymheredd uchel ocsideiddio, mae Stellite 6 hefyd yn ffurfio haen ocsid amddiffynnol yn seiliedig yn bennaf ar Cr₂O₃ a CoCr₂O₄, gyda chyfradd ocsideiddio is na Stellite 21.
Lle mae'r terfynau'n ymddangos. Mae gan ddwysedd carbid sgîl-effaith: o dan feicio thermol cyflym neu sioc thermol leol, gall y gwahaniaeth ehangu thermol rhwng carbidau a matrics ddod yn safle cychwyn crac. Ar gyfer rhannau tenau, gall y cynnwys carbon a charbid uwch hefyd godi'r risg o gracio yn ystod castio a pheiriannu. Nid yw hyn yn golygu na ellir defnyddio Stellite 6 yn y sefyllfaoedd hyn, ond pan mai blinder thermol yw'r prif fodd methiant, dylid gwerthuso dewis arall o ddifrif.
Stellite 21: cynnwys carbid is yn gyfnewid am wydnwch a gwrthsefyll blinder thermol
Mae Stellite 21 yn dilyn rhesymeg dylunio gwahanol. Mae ei gynnwys carbon isel a'i ychwanegiad molybdenwm yn lleihau'r ffracsiwn cyfaint carbid yn sydyn, gan adael y matrics datrysiad solet cobalt fel y cam sy'n cario perfformiad mecanyddol.
Canlyniad uniongyrchol: mae caledwch tymheredd ystafell a gwrthiant gwisgo sgraffiniol pur yn is na Stellite 6, ond mae caledwch, ymwrthedd sioc thermol, ac ymwrthedd blinder thermol yn well. Mae caledwch as-cast yn cael ei adrodd yn nodweddiadol yn yr HRC 30s isel i ganolig, yn is na Stellite 6 (mae union werthoedd yn dibynnu ar ffurf y cynnyrch a chyflwr y prawf - gwiriwch yn erbyn data cyflenwyr cyn nodi). Nid sgraffinyddion sy'n gwisgo allan yw ei fantais ond cynnal cyfanrwydd strwythurol o dan feicio thermol.
Lle mae'n ffitio. Mae Stellite 21 wedi'i ddefnyddio mewn llafnau tyrbin nwy, falfiau sy'n gweithio'n boeth, caewyr tymheredd uchel, a throshaenau weldio y mae angen iddynt glustogi diffyg cyfatebiaeth ehangu thermol. Lle mae Stellite 6 yn haen uchaf ac mae angen haen ganolraddol, mae Stellite 21 wedi'i ddefnyddio'n hanesyddol fel byffer i leddfu'r gwahaniaeth ehangu thermol rhwng y swbstrad dur a haen uchaf Stellite 6. Canfu astudiaeth ar swbstradau dur F91 gyda haenau clustogi Stellite 21, rhwng 550-650 ° C am hyd at 8,760 awr, golled caledwch effaith sylweddol yn y rhyngwyneb F91 / S21, a dyna pam mae haenau clustogi seiliedig ar nicel yn cael eu ffafrio fwyfwy yn y cymhwysiad penodol hwnnw. Mae hyn yn dangos safle'r aloi yn dda: mae ei werth yn gorwedd mewn caledwch o dan amodau penodol, nid wrth ddisodli Stellite 6 ym mhobman.
Cyfyngiad hawdd ei anwybyddu. Mae gan Stellite 21 wrthwynebiad cymharol gyfyngedig i erydiad gronynnau caled. Oherwydd bod dwysedd carbid yn isel, mae'r matrics yn cynnig llai o amddiffyniad pan fydd gronynnau miniog yn taro ar gyflymder. O dan erydiad ongl isel a gwisgo sgraffiniol caled, nid Stellite 21 yw'r dewis gorau fel arfer.
Llwybr dethol ymarferol
Mae'r llwybr canlynol yn seiliedig ar nodweddion perfformiad y ddau aloi. Gall fod yn ganllaw sgrinio cychwynnol ond ni ddylai ddisodli asesiad peirianneg o'r cais penodol.
Pwyswch tuag at Stellite 6 pan:
- Y modd methiant amlycaf yw gwisgo sgraffiniol neu gludiog, ac nid yw beicio thermol yn llwyth mawr.
- Mae gan y rhan ran drwchus, ac mae sensitifrwydd cracio yn ystod castio a pheiriannu yn hylaw.
- Mae tymheredd y gwasanaeth yn uchel mewn awyrgylch ocsideiddiol, ac mae haen ocsid amddiffynnol yn rhan o'r dyluniad.
- Mae gan y cais hanes sefydledig Stellite 6 gyda data methiant i gyfeirio ato.
Pwyswch tuag at Stellite 21 pan:
- Mae'r rhan yn cael ei gwresogi ac oeri'n gyflym dro ar ôl tro, ac mae cracio blinder thermol yn risg hysbys.
- Mae gan y rhan waliau tenau neu newidiadau adran sydyn, ac mae caledwch yn bwysicach na chaledwch amrwd.
- Mae angen haen bontio rhwng swbstrad dur a diffyg cyfatebiaeth ehangu thermol sy'n wynebu caled i glustogi (ond rhaid gwerthuso sefydlogrwydd tymheredd uchel hirdymor).
- Mae'r mecanwaith gwisgo yn bennaf yn gwisgo llithro metel-i-fetel neu cavitation yn hytrach nag erydiad gronynnau caled.
Pan nad yw'r naill na'r llall yn ffit glân: Os yw'r cais yn gofyn am wrthwynebiad gwisgo sgraffiniol uchel a gwrthiant blinder thermol rhagorol, efallai y bydd yn werth ystyried Stellite 12 (carbon uwch, ymwrthedd gwisgo uwch) neu deulu Tribaloy o aloion cryfach rhyngfetelaidd, neu efallai y bydd angen rhoi sylw i reolaeth thermol y rhan ar y lefel ddylunio. Mae'r cyfarwyddiadau hyn yn mynd y tu hwnt i'r gymhariaeth hon ond maent yn perthyn i adolygiad dethol deunydd cyfnod cynnar.
Beth i'w gynnwys mewn RFQ
Pa bynnag aloi a ddewisir, mae angen y canlynol ar gyflenwr castio a pheiriannu fel arfer cyn y gall roi dyfynbris ystyrlon:
- Darluniau rhan gyda dimensiynau allweddol a gofynion goddefgarwch.
- Amodau gwasanaeth: amrediad tymheredd, cyfrwng, a math llwyth (gwisgo, effaith, beicio thermol).
- Oes ddisgwyliedig neu fodd methiant hysbys, gyda rhan hanesyddol os yw ar gael.
- Safon deunydd, er enghraifft a oes rhaid bodloni AMS 5387 neu fanyleb berthnasol arall.
- Nifer, gan fod darnau sengl, sypiau bach, a chyfeintiau cynhyrchu yn arwain at wahanol ddewisiadau proses.
Ar gyfer castiau aloi sy'n seiliedig ar cobalt, mae'n werth cadarnhau hefyd a oes gan y cyflenwr allu mewnol o gastio trwy beiriannu gorffen, oherwydd bod yr aloion hyn yn gweithio'n galed yn amlwg ac mae'r symud rhwng prosesau yn effeithio ar gost ac amser arweiniol.
