Stellite metalliseos on yleinen termi sarjalle koboltti-kromiseoksia, jotka kestävät korkeita lämpötiloja, kulumista ja korroosiota. "Stellite" oli alun perin Deloro-konsernin patentti. Vuonna 2012 Kennametal osti Deloro Stellite Groupin, ja siitä tuli Kennametalin rekisteröity tavaramerkki, jota käytettiin viittaamaan tiettyihin kobolttipohjaisiin seoksiin.
Stellite-seoksen kemiallinen koostumus:
Stellite metalliseos kuuluu kobolttipohjaisten metalliseosten perheeseen ja sisältää pääasiassa seuraavia ydinelementtejä:
Koboltti (Co) : Matriisielementti, jonka osuus kokonaispainosta on noin 50-65 % ja joka tarjoaa erinomaisen lujuuden korkeissa lämpötiloissa ja lämpöväsymiskestävyyden.
Kromi (Cr) : Sen pitoisuus on tyypillisesti 25–33 %, ja se on avain muodostamaan tiheä suojakerros kromioksidista (Cr₂O3), mikä antaa seokselle erinomaisen kestävyyden korkean lämpötilan hapettumista ja korroosiota vastaan.
Volframi (W) ja molybdeeni (Mo): Tärkeimmät kiinteän liuoksen vahvistavat elementit. Jotkut volframi tai molybdeeni yhdistyvät hiilen kanssa muodostaen kovia karbideja, mikä parantaa merkittävästi lejeeringin punaista kovuutta ja kulutuskestävyyttä.
Hiili (C) : Pitoisuus vaihtelee 0,1 % ja 3,0 % välillä. Hiili on ydinelementti karbidien (kuten MC, M23C6, M7C3) muodostuksessa, jotka on upotettu kobolttimatriisiin terästankojen tavoin muodostaen "rungon" lejeeringille kulumista vastustaen.
Stellite-lejeeringin vahvistus tulee pääasiassa kiinteällä liuoksella vahvistetusta austeniittimatriisista ja matriisiin jakautuneista karbideista. Tämän ainutlaatuisen vahvistusmekanismin ansiosta Stellite-lejeeringin lujuus heikkenee hyvin hitaasti lämpötilan noustessa, mikä antaa sille erittäin korkean lämpöstabiilisuuden.
Stellite-metalliseoksen päälajit ja ominaisuudet:
Kulutusta kestävä sarja
Stellite 1: Hiiltä ja volframia sisältävä laatu, jonka kovuus on jopa HRC 48-55. Sillä on erinomainen kulumista estävä suorituskyky ja se sopii venttiilien istukoihin, laakereihin ja kulutusta kestäviin vuorauksiin jne.
Stellite 4: Korkea lujuus, korkea kovuus. Se soveltuu kylmäleimaukseen, korkean jännityksen kulutusosille jne.
Stellite 6: Monipuolisin ja klassisin laatu, se tunnetaan "kaikenlaisena Jackina". Siinä on täydellinen tasapaino kovuuden (noin HRC 40) ja sitkeyden välillä, ja siinä on myös erinomainen iskunkestävyys, korroosionkestävyys ja korkeiden lämpötilojen kestävyys. Sitä käytetään laajasti venttiilien tiivistyspinnoissa, moottorin venttiileissä ja erilaisissa holkeissa jne.
Stellite 12: Sen suorituskyky on Stellite 1:n ja Stellite 6:n välillä, ja sen kovuus on noin HRC 45. Se on kovempi ja kulutusta kestävämpi kuin Stellite 6, ja se sopii korkean lämpötilan ja korkeapaineisiin venttiileihin, sahahampaisiin, ruuvin työntötankoihin ja ohjausventtiileihin.
Stellite 20: Laji, jolla on erittäin korkea kovuus (noin HRC 60), suunniteltu pääasiassa äärimmäisiin kulumisolosuhteisiin, ja sitä käytetään usein laakeriholkissa, kulutusta kestävissä levyissä ja pyörivissä tiivisterenkaissa.
Stellite 100: Iskunkestävä ja kavitaatiokestävä, suunniteltu pääasiassa äärimmäisiin kulumisolosuhteisiin. Sitä käytetään usein pumpun juoksupyörissä, turbiinien siivissä ja kemiallisissa laitteissa.
Korkean lämpötilan/korroosionkestävä sarja
Stellite 21: Vähähiilinen, molybdeenipitoinen laatu, jolla on erinomainen sitkeys ja erinomainen lämpöiskun kestävyys. Kaasuturbiinien siivet, korkean lämpötilan venttiilit, ydinteollisuuden komponentit.
Stellite 31 (X-40) : Sisältää nikkeliä, sillä on erinomainen korkeiden lämpötilojen kestävyys ja lämpöväsymiskestävyys, ja sitä on pitkään käytetty materiaalina ohjaussiipien materiaalina lentokonemoottoreissa ja kaasuturbiinien komponenteissa.
Stellite 25: Matala hiilipitoisuus, erinomainen lämpöväsymisen, hapettumisen ja sulfidoitumisen kesto, sopii palotilan komponentteihin.
Erikoisesityssarja
Tribaloy T-400: Korkea molybdeenipitoisuus, erinomainen itsevoiteleva ominaisuus korkeissa lämpötiloissa, saavuttaa korkean lämpötilan itsevoitelun Laves-vaiheen kautta, sopii erityisen hyvin luistiventtiileihin ja öljyttömiin voitelukomponentteihin korkeissa lämpötiloissa ja erittäin syövyttävissä aineissa.
Tribaloy T-800: korkea molybdeeni ja korkea kromi, parempi kulutuskestävyys kuin T-400, sopii vaativampiin, erittäin syövyttävissä ja korkeissa lämpötiloissa.
Stellite-metalliseoksen edut ja haitat
Edut
Erinomainen punainen kovuus: Stellite-lejeeringin näkyvin ominaisuus on, että se voi säilyttää korkean kovuuden ja lujuuden jopa korkeissa lämpötiloissa 650 - 1000 ℃. Sen karbidit liukenevat uudelleen vasta 1100 ℃:n lämpötilassa, mikä on monien rauta- ja nikkelipohjaisten materiaalien saavuttaminen vaikeaa.
Kattava korroosionkestävyys: Korkea kromipitoisuus mahdollistaa sen, että se muodostaa vakaan passivointikalvon erilaisissa syövyttävissä väliaineissa, mukaan lukien merivedessä, rikkihapossa, typpihapossa ja korkean lämpötilan kaasussa, mikä osoittaa erinomaisen kestävyyden sekä tasaista että paikallista korroosiota vastaan. Erityisesti lämpökorroosion (kuten sulfidoitumisen) kestävyyden suhteen Stellite-lejeeringit ovat usein parempia kuin nikkelipohjaiset seokset kobolttisulfidien korkeamman sulamispisteen ansiosta.
Erinomainen kulutuksenkestävyys: Olipa kyseessä metallien välinen kitkakuluminen (liimakuluminen) tai hiukkasia sisältävien nesteiden aiheuttama eroosiokuluminen, Stellite-seos toimii poikkeuksellisen hyvin. Sillä on alhainen kitkakerroin ja vahva naarmuuntumisenestokyky.
Erinomainen lämpöväsymiskestävyys: Se kestää rajuja lämpötilan muutoksia (lämpöshokki) halkeilematta, mikä tekee siitä erittäin sopivan venttiilien, muottien jne. toistuviin käynnistys-pysäytysolosuhteisiin.
Epäkohta
Riittämätön lujuus keskilämpötilassa: Keskilämpötiloissa (kuten 600-800 ℃) Stellite-seosten lujuus on tyypillisesti vain 50-75 % nikkelipohjaisten metalliseosten lujuudesta johtuen yhtenäisten vahvistusvaiheiden puuttumisesta.
Korkea työstövaikeus: Stellite-lejeeringin suuren kovuuden ja sitkeyden vuoksi leikkausprosessointi on erittäin vaikeaa. Yleensä voidaan käyttää vain hionta- tai erityisiä käsittelymenetelmiä, mikä johtaa korkeisiin osien valmistuskustannuksiin.
Resurssien niukkuus: Koboltti on tärkeä strateginen resurssi. Sen maailmanlaajuiset varat ovat rajalliset ja jakautuneet epätasaisesti, mikä johtaa Stellite-lejeeringin korkeaan hintaan. Tämä rajoittaa jossain määrin sen laajamittaista käyttöä.
Rajoitettu hapettumisenkestävyys: Huolimatta erinomaisesta lämpökorroosionkestävyydestään, Stellite-seosten hapettumisenkestävyys puhtaissa korkean lämpötilan hapetusympäristöissä on yleensä alhaisempi kuin nikkelipohjaisten metalliseosten.
