A aliaxe Stellite é un termo xeral para unha serie de aliaxes de cobalto-cromo que son resistentes ás altas temperaturas, ao desgaste e á corrosión. "Stellite" foi orixinalmente unha patente do Grupo Deloro. En 2012, o Deloro Stellite Group foi adquirido por Kennametal e converteuse nunha marca rexistrada de Kennametal, utilizada para referirse a aliaxes específicas a base de cobalto.
A composición química da aliaxe Stellite:
A aliaxe Stellite pertence á familia de aliaxes a base de cobalto e contén principalmente os seguintes elementos fundamentais:
Cobalto (Co): un elemento da matriz, que representa aproximadamente o 50-65% do peso total, que proporciona unha excelente resistencia a altas temperaturas e resistencia á fatiga térmica.
Cromo (Cr): O seu contido adoita estar entre o 25% e o 33%, e é a clave para formar unha densa capa protectora de óxido de cromo (Cr₂O₃), dotando á aliaxe dunha excelente resistencia á oxidación e á corrosión a alta temperatura.
Volframio (W) e molibdeno (Mo): os principais elementos de reforzo da solución sólida. Algún volframio ou molibdeno combinarase co carbono para formar carburos duros, mellorando significativamente a dureza vermella e a resistencia ao desgaste da aliaxe.
Carbono (C): O contido oscila entre o 0,1% e o 3,0%. O carbono é o elemento central na formación de carburos (como MC, M₂₃C₆, M₇C₃), que están incrustados na matriz de cobalto como barras de aceiro, formando o "esqueleto" para que a aliaxe resista o desgaste.
O reforzo da aliaxe Stellite provén principalmente da matriz de austenita reforzada por solución sólida e dos carburos distribuídos na matriz. Este mecanismo de reforzo único permite que a aliaxe Stellite experimente un descenso moi lento da resistencia a medida que aumenta a temperatura, dotándoa dunha estabilidade térmica extremadamente alta.
As principais calidades e características da aliaxe Stellite:
Serie resistente ao desgaste
Stellite 1: un grao de alto carbono e alto volframio cunha dureza de ata HRC 48-55. Ten un excelente rendemento anti-abrasivo e é axeitado para asentos de válvulas, rodamentos e forros resistentes ao desgaste, etc.
Stellite 4: alta resistencia, alta dureza. É adecuado para matrices de estampación en frío, pezas de desgaste de alta tensión, etc.
Stellite 6: O grao máis versátil e clásico, é coñecido como o "Jack de todo tipo". Ten un equilibrio perfecto de dureza (aproximadamente HRC 40) e tenacidade, e tamén presenta unha excelente resistencia ao impacto, resistencia á corrosión e resistencia ás altas temperaturas. É amplamente utilizado en superficies de selado de válvulas, válvulas de motor e varios bujes, etc.
Stellite 12: o seu rendemento sitúase entre o de Stellite 1 e Stellite 6, cunha dureza de aproximadamente HRC 45. É máis duro e máis resistente ao desgaste que Stellite 6, e é adecuado para válvulas de alta temperatura e alta presión, dentes de serra, varillas de empuxe e válvulas de control.
Stellite 20: unha calidade cunha dureza extremadamente alta (aproximadamente HRC 60), deseñada principalmente para condicións extremas de desgaste abrasivo, e adoita usarse en mangas de rodamentos, placas resistentes ao desgaste e aneis de selado rotativos.
Stellite 100: resistente aos impactos e á cavitación, deseñado principalmente para condicións de desgaste abrasivo extremo, úsase a miúdo en impulsores de bombas, aspas de turbinas e equipos químicos.
Serie resistente a altas temperaturas/corrosión
Stellite 21: un grao baixo en carbono e que contén molibdeno cunha excelente dureza e unha excelente resistencia ao choque térmico. Palas de turbinas de gas, válvulas de alta temperatura, compoñentes da industria nuclear.
Stellite 31 (X-40): Contén níquel, presenta unha excelente resistencia a altas temperaturas e resistencia á fatiga térmica, e úsase durante moito tempo como material para aspas guía en motores aerodinámicos e compoñentes de turbinas de gas.
Stellite 25: Baixo contido en carbono, con excelente resistencia á fatiga térmica, á oxidación e á sulfuración, apto para compoñentes da cámara de combustión.
Serie de actuacións especiais
Tribaloy T-400: Alto contido en molibdeno, excelente propiedade de autolubricación a alta temperatura, logrando a autolubricación a alta temperatura a través da fase Laves, especialmente indicada para válvulas de compuerta e compoñentes de lubricación sen aceite en medios de alta temperatura e altamente corrosivos.
Tribaloy T-800: Alto molibdeno e alto cromo, con mellor resistencia ao desgaste que o T-400, apto para ambientes máis esixentes, altamente corrosivos e de alta temperatura.
Vantaxes e inconvenientes da aliaxe Stellite
Vantaxes
Excelente dureza vermella: a característica máis destacada da aliaxe Stellite é que pode manter unha alta dureza e resistencia incluso a altas temperaturas que van de 650 a 1000 ℃. Os seus carburos non se volven disolver ata 1100 ℃, o que é difícil de conseguir para moitos materiais a base de ferro e níquel.
Resistencia á corrosión completa: o alto contido de cromo permítelle formar unha película de pasivación estable en varios medios corrosivos, incluíndo auga de mar, ácido sulfúrico, ácido nítrico e gas a alta temperatura, demostrando unha excelente resistencia á corrosión tanto uniforme como local. Especialmente en termos de resistencia á corrosión térmica (como a sulfuración), as aliaxes Stellite adoitan ser superiores ás aliaxes a base de níquel debido ao maior punto de fusión dos sulfuros de cobalto.
Excelente resistencia ao desgaste: xa sexa o desgaste por fricción intermetálica (desgaste adhesivo) ou o desgaste por erosión causado por fluídos que conteñen partículas, a aliaxe Stellite ten un rendemento excepcional. Ten un baixo coeficiente de fricción e unha forte capacidade antiarañazos.
Excelente resistencia á fatiga térmica: pode soportar cambios drásticos de temperatura (choque térmico) sen rachar, polo que é moi adecuado para condicións frecuentes de arranque e parada de válvulas, moldes, etc.
Desvantaxe
Resistencia insuficiente a temperatura media: a temperaturas medias (como 600-800 ℃), a resistencia das aliaxes Stellite adoita ser só un 50-75% da das aliaxes a base de níquel debido á falta de fases de reforzo coherentes.
Alta dificultade de procesamento: debido á súa alta dureza e alta tenacidade, o procesamento de corte da aliaxe Stellite é extremadamente difícil. Normalmente, só se poden adoptar métodos de moenda ou procesamento especiais, o que resulta en altos custos de fabricación das pezas.
Escasez de recursos: o cobalto é un recurso estratéxico importante. As súas reservas globais son limitadas e distribuídas de forma desigual, o que leva ao alto prezo da aliaxe Stellite. En certa medida, isto restrinxe a súa aplicación a gran escala.
Resistencia á oxidación limitada: a pesar da súa excelente resistencia á corrosión térmica, a resistencia á oxidación das aliaxes Stellite en ambientes de oxidación a alta temperatura adoita ser inferior á das aliaxes a base de níquel.
