Stellite sulam on üldnimetus koobalt-kroomsulamite seeria kohta, mis on vastupidavad kõrgetele temperatuuridele, kulumisele ja korrosioonile. "Stellite" oli algselt Deloro kontserni patent. 2012. aastal ostis Kennametal Deloro Stellite Groupi ja sellest sai Kennametali registreeritud kaubamärk, mida kasutati konkreetsete koobaltipõhiste sulamite viitamiseks.
Stellite sulami keemiline koostis:
Stellite sulam kuulub koobaltipõhiste sulamite perekonda ja sisaldab peamiselt järgmisi põhielemente:
Koobalt (Co) : maatrikselement, mis moodustab ligikaudu 50–65% kogumassist, pakkudes suurepärast tugevust kõrgel temperatuuril ja termilist väsimust.
Kroom (Cr) : selle sisaldus on tavaliselt vahemikus 25% kuni 33% ja see on võti tiheda kroomoksiidi (Cr₂O₃) kaitsekihi moodustamiseks, mis annab sulamile suurepärase vastupidavuse kõrgel temperatuuril oksüdatsioonile ja korrosioonile.
Volfram (W) ja molübdeen (Mo) : peamised tahket lahust tugevdavad elemendid. Mõni volfram või molübdeen ühineb süsinikuga, moodustades kõvad karbiidid, suurendades oluliselt sulami punast kõvadust ja kulumiskindlust.
Süsinik (C) : sisaldus kõigub 0,1% ja 3,0% vahel. Süsinik on karbiidide (nagu MC, M₂3C6, M₇C3) moodustamise põhielement, mis on koobaltmaatriksisse nagu terasvardad, moodustades sulami kulumiskindla "skeleti".
Stellite sulami tugevdamine tuleneb peamiselt tahke lahusega tugevdatud austeniitmaatriksist ja maatriksis jaotatud karbiididest. See ainulaadne tugevdusmehhanism võimaldab Stellite sulamil kogeda temperatuuri tõustes väga aeglast tugevuse langust, andes sellele äärmiselt kõrge termilise stabiilsuse.
Stellite sulami peamised klassid ja omadused:
Kulumiskindel seeria
Stellite 1: kõrge süsinikusisaldusega ja kõrge volframisisaldusega klass, mille kõvadus on kuni HRC 48-55. Sellel on suurepärane kulumisvastane toime ja see sobib klapipesade, laagrite ja kulumiskindlate vooderdiste jms jaoks.
Stellite 4: kõrge tugevus, kõrge kõvadus. See sobib külmstantsimisvormide, kõrge pingega kuluvate osade jms jaoks.
Stellite 6: kõige mitmekülgsem ja klassikalisem klass, seda tuntakse kui "igasuguste tungraua". Sellel on täiuslik tasakaal kõvaduse (umbes HRC 40) ja sitkuse vahel ning sellel on ka suurepärane löögikindlus, korrosioonikindlus ja vastupidavus kõrgele temperatuurile. Seda kasutatakse laialdaselt ventiilide tihenduspindades, mootoriklappides ja erinevates puksides jne.
Stellite 12: selle jõudlus jääb Stellite 1 ja Stellite 6 vahele, kõvadusega umbes HRC 45. See on kõvem ja kulumiskindlam kui Stellite 6 ning sobib kõrge temperatuuri ja kõrgsurve ventiilide, saehammaste, kruvide tõukurvarraste ja juhtventiilide jaoks.
Stellite 20: äärmiselt kõrge kõvadusega klass (ligikaudu HRC 60), mis on mõeldud peamiselt äärmuslikeks abrasiivseteks kulumistingimusteks ja mida kasutatakse sageli laagrihülsides, kulumiskindlates plaatides ja pöörlevates tihendusrõngastes.
Stellite 100: Löögi- ja kavitatsioonikindel, peamiselt mõeldud äärmuslikeks abrasiivseteks kulumistingimusteks, seda kasutatakse sageli pumpade tiivikutes, turbiini labades ja keemiaseadmetes.
Kõrgtemperatuuriline/korrosioonikindel seeria
Stellite 21: madala süsinikusisaldusega, molübdeeni sisaldav klass, millel on suurepärane sitkus ja suurepärane soojuslöögikindlus. Gaasiturbiini labad, kõrgtemperatuurilised ventiilid, tuumatööstuse komponendid.
Stellite 31 (X-40) : Sisaldab niklit, sellel on suurepärane tugevus kõrgel temperatuuril ja vastupidavus termilisele väsimusele ning seda on pikka aega kasutatud lennukimootorite ja gaasiturbiinide komponentide juhtlabade materjalina.
Stellite 25: madala süsinikusisaldusega, suurepärase termilise väsimuse, oksüdatsiooni ja sulfidatsioonikindlusega, sobib põlemiskambri komponentidele.
Erietenduste sari
Tribaloy T-400: kõrge molübdeenisisaldus, suurepärane kõrgel temperatuuril isemäärduv omadus, mis saavutab kõrgel temperatuuril isemäärimise Lavesi faasi kaudu, sobib eriti hästi väravaventiilide ja õlivabade määrimiskomponentide jaoks kõrgel temperatuuril ja väga söövitavas keskkonnas.
Tribaloy T-800: kõrge molübdeeni ja kõrge kroomisisaldusega, parema kulumiskindlusega kui T-400, sobib nõudlikumasse, väga söövitavasse ja kõrge temperatuuriga keskkonda.
Stellite sulami eelised ja puudused
Eelised
Silmapaistev punane kõvadus: Stellite sulami silmapaistvaim omadus on see, et see suudab säilitada kõrge kõvaduse ja tugevuse isegi kõrgetel temperatuuridel vahemikus 650 kuni 1000 ℃. Selle karbiidid lahustuvad uuesti kuni 1100 ℃, mida on paljude raua- ja niklipõhiste materjalide puhul raske saavutada.
Üldine korrosioonikindlus: kõrge kroomisisaldus võimaldab moodustada stabiilse passiveerimiskile erinevates söövitavates keskkondades, sealhulgas merevees, väävelhappes, lämmastikhappes ja kõrge temperatuuriga gaasis, mis näitab suurepärast vastupidavust nii ühtlasele kui ka kohalikule korrosioonile. Eriti vastupidavuse poolest termilisele korrosioonile (nagu sulfidatsioon) on stelliitsulamid koobaltsulfiidide kõrgema sulamistemperatuuri tõttu sageli paremad kui niklipõhised sulamid.
Silmapaistev kulumiskindlus: Stellite sulam toimib erakordselt hästi, olgu see siis metallidevaheline hõõrdekulumine (liimikulumine) või erosioonikulumine, mis on põhjustatud osakesi sisaldavatest vedelikest. Sellel on madal hõõrdetegur ja tugev kriimustusvastane võime.
Suurepärane termiline väsimuskindlus: see talub drastilisi temperatuurimuutusi (termošokk) ilma pragunemiseta, mistõttu on see väga sobiv ventiilide, vormide jms sagedaste käivitus-seiskamistingimuste jaoks.
Puudus
Ebapiisav tugevus keskmisel temperatuuril: keskmisel temperatuuril (näiteks 600–800 ℃) on Stellite sulamite tugevus tavaliselt ainult 50–75% niklipõhiste sulamite omast, kuna puuduvad ühtsed tugevdusfaasid.
Kõrge töötlemisraskus: Stellite sulami suure kõvaduse ja suure sitkuse tõttu on lõikamine äärmiselt keeruline. Tavaliselt saab kasutada ainult lihvimist või spetsiaalseid töötlemismeetodeid, mille tulemuseks on osade kõrged tootmiskulud.
Ressursside nappus: koobalt on oluline strateegiline ressurss. Selle globaalsed varud on piiratud ja ebaühtlaselt jaotunud, mis toob kaasa Stellite sulami kõrge hinna. Mingil määral piirab see selle laiaulatuslikku rakendamist.
Piiratud oksüdatsioonikindlus: vaatamata suurepärasele vastupidavusele termilisele korrosioonile, on Stellite sulamite oksüdatsioonikindlus puhtas kõrge temperatuuriga oksüdatsioonikeskkonnas tavaliselt madalam kui niklipõhistel sulamitel.
