સ્ટેલાઇટ 6 વિ સ્ટેલાઇટ 21: કઠિનતા, કઠિનતા અને તમારી એપ્લિકેશન માટે યોગ્ય કોબાલ્ટ એલોય 

સારાંશ: સ્ટેલાઇટ 6 અને સ્ટેલાઇટ 21 ની વ્યવહારુ સરખામણી, કાર્બન સામગ્રી અને ટંગસ્ટન-વિરુદ્ધ-મોલિબ્ડેનમ કઠિનતા અને કઠિનતાના વેપારને કેવી રીતે ચલાવે છે તે સમજાવે છે.

સ્ટેલાઇટ 6 અને સ્ટેલાઇટ 21 એ બે કોબાલ્ટ-આધારિત વસ્ત્રો એલોય છે જે મોટાભાગે એકબીજાની સરખામણીમાં છે. જ્યારે પણ અનિશ્ચિતતા હોય ત્યારે સ્ટેલાઇટ 6 નો ઉલ્લેખ કરવો એ સામાન્ય ડિફોલ્ટ છે. તે આદતનો વાજબી આધાર છે: સ્ટેલાઇટ 6 પાસે લાંબો એપ્લિકેશન ઇતિહાસ, સારી રીતે દસ્તાવેજીકૃત વર્તન અને પુખ્ત પ્રક્રિયાનો અનુભવ છે. પરંતુ બે પરિસ્થિતિઓમાં ડિફોલ્ટ બિનજરૂરી જોખમનો પરિચય આપી શકે છે: જ્યારે ભાગ ઝડપી થર્મલ સાયકલિંગ અથવા થર્મલ આંચકો જુએ છે, અને જ્યારે ભાગની દિવાલો પાતળી હોય અથવા અચાનક વિભાગમાં ફેરફાર થાય છે.

તે પરિસ્થિતિઓમાં સ્ટેલાઇટ 6 ની કઠિનતા મર્યાદાને સંબોધવા માટે મોટાભાગે સ્ટેલાઇટ 21 અસ્તિત્વમાં છે. બંને વચ્ચેના ટ્રેડ-ઓફને સમજવું એ યાદ રાખવા કરતાં વધુ ઉપયોગી છે કે કયું "સારું" છે.

કમ્પોઝિશન તફાવત પ્રદર્શન વિભાજન ચલાવે છે

આ એલોય વચ્ચેની કામગીરીનો તફાવત બે રચનાત્મક પસંદગીઓ સુધી નીચે આવે છે.

કાર્બન સામગ્રી. સ્ટેલાઇટ 6 નોંધપાત્ર રીતે ઉચ્ચ કાર્બન સ્તર ધરાવે છે. SAE AMS 5387 હેઠળ, Stellite 6 કાસ્ટિંગમાં 60Co-29Cr-4.5W ની નજીવી રચના હોય છે, જેમાં કાસ્ટ ઉત્પાદનો માટે સામાન્ય રીતે 0.9-1.4% રેન્જમાં કાર્બન હોય છે. વધુ કાર્બનનો અર્થ વધુ સખત કાર્બાઇડનો વરસાદ થાય છે, જે સીધો જ કઠિનતા અને વસ્ત્રો પ્રતિકાર વધારે છે. સ્ટેલાઇટ 21માં ખૂબ જ ઓછો કાર્બન છે, જેની નજીવી રચના લગભગ C~0.25%, Cr 25–30%, Mo 4.5–6.5%, Ni 1.5–3.5%, સંતુલન કું. લોઅર કાર્બન એટલે નીચા કાર્બાઇડ વોલ્યુમ અપૂર્ણાંક અને કોબાલ્ટ સોલિડ સોલિડ દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવતું માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર.

ટંગસ્ટન વિરુદ્ધ મોલિબડેનમ. સ્ટેલાઇટ 6 તેના મુખ્ય સોલિડ-સોલ્યુશન મજબૂત તરીકે ટંગસ્ટન (W) નો ઉપયોગ કરે છે; સ્ટેલાઇટ 21 તે મોટા ભાગના ટંગસ્ટનને મોલીબડેનમ (Mo) સાથે બદલે છે. મોલિબ્ડેનમમાં ટંગસ્ટનનું લગભગ અડધું અણુ વજન છે, તેથી તે જ વજનની ટકાવારીમાં તે લગભગ બમણું અણુનું યોગદાન આપે છે. મોલિબડેનમ કાર્બન માટે વધુ મજબૂત આકર્ષણ ધરાવે છે અને તે કાર્બાઇડની રચનાને પ્રોત્સાહન આપે છે. સ્ટેલાઇટ 21 માં, જોકે, નીચું કાર્બન સ્તર તે અસરને મર્યાદિત કરે છે, અને ચોખ્ખું પરિણામ એ સ્ટેલાઇટ 6 કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછી કુલ કાર્બાઇડ સામગ્રી છે.

એકસાથે, આ બે તફાવતો બે અલગ-અલગ પ્રદર્શન પ્રોફાઇલ બનાવે છે.

સ્ટેલાઇટ 6: વસ્ત્રોના પ્રતિકારના બદલામાં કાર્બાઇડની ઘનતા

સ્ટેલાઇટ 6 ના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરમાં સખત કાર્બાઇડ કણોના પ્રમાણમાં ગાઢ વિતરણ સાથે કોબાલ્ટ-આધારિત સોલિડ-સોલ્યુશન મેટ્રિક્સનો સમાવેશ થાય છે. આ રચના ઘર્ષક વસ્ત્રો હેઠળ સારી કામગીરી બજાવે છે.

જ્યાં તે બંધબેસે છે. વાલ્વ સીલિંગ ફેસ, પંપ સ્લીવ્સ, સ્લરી હેન્ડલિંગ ઘટકો અને મધ્યમ અસર હેઠળના સામાન્ય વસ્ત્રોના ભાગો લાક્ષણિક સ્ટેલાઇટ 6 એપ્લિકેશન છે. તેની કઠિનતા સામાન્ય રીતે રોકવેલ C 37–45 શ્રેણીમાં આવે છે, જે કાસ્ટિંગની સ્થિતિ અને અનુગામી હીટ ટ્રીટમેન્ટ પર આધાર રાખે છે, જે મોટા ભાગના ઘર્ષક વસ્ત્રોની સમસ્યાઓ માટે પર્યાપ્ત છે. ઓક્સિડાઇઝિંગ ઉચ્ચ-તાપમાન વાતાવરણમાં, સ્ટેલાઇટ 6 એ મુખ્યત્વે Cr₂O₃ અને CoCr₂O₄ પર આધારિત રક્ષણાત્મક ઓક્સાઇડ સ્તર પણ બનાવે છે, જેમાં સ્ટેલાઇટ 21 કરતાં ઓછો ઓક્સિડેશન દર હોય છે.

જ્યાં મર્યાદા દેખાય છે. કાર્બાઇડની ઘનતાની આડઅસર છે: ઝડપી થર્મલ સાયકલિંગ અથવા સ્થાનિક થર્મલ શોક હેઠળ, કાર્બાઇડ અને મેટ્રિક્સ વચ્ચેનો થર્મલ વિસ્તરણ તફાવત ક્રેક ઇનિશિયેશન સાઇટ બની શકે છે. પાતળા-વિભાગના ભાગો માટે, ઉચ્ચ કાર્બન અને કાર્બાઇડ સામગ્રી કાસ્ટિંગ અને મશીનિંગ દરમિયાન ક્રેકીંગનું જોખમ પણ વધારી શકે છે. આનો અર્થ એ નથી કે આ પરિસ્થિતિઓમાં સ્ટેલાઇટ 6 નો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી, પરંતુ જ્યારે થર્મલ થાક પ્રબળ નિષ્ફળતા મોડ છે, ત્યારે વિકલ્પનું ગંભીરતાથી મૂલ્યાંકન કરવું જોઈએ.

સ્ટેલાઇટ 21: કઠિનતા અને થર્મલ થાક પ્રતિકારના બદલામાં કાર્બાઇડની સામગ્રી ઓછી કરો

સ્ટેલાઇટ 21 એક અલગ ડિઝાઇન તર્કને અનુસરે છે. તેની નીચી કાર્બન સામગ્રી અને મોલીબડેનમ ઉમેરાથી કાર્બાઇડ વોલ્યુમ અપૂર્ણાંકમાં તીવ્ર ઘટાડો થાય છે, જે કોબાલ્ટ સોલિડ-સોલ્યુશન મેટ્રિક્સને યાંત્રિક પ્રભાવ વહન કરતા તબક્કા તરીકે છોડી દે છે.

સીધું પરિણામ: રૂમ-તાપમાનની કઠિનતા અને શુદ્ધ ઘર્ષક વસ્ત્રો પ્રતિકાર સ્ટેલાઇટ 6 કરતા ઓછો છે, પરંતુ કઠિનતા, થર્મલ શોક પ્રતિકાર અને થર્મલ થાક પ્રતિકાર વધુ સારી છે. જેમ-કાસ્ટ કઠિનતા સામાન્ય રીતે નીચા-થી-મધ્યમ HRC 30 માં નોંધવામાં આવે છે, જે Stellite 6 ની નીચે છે (ચોક્કસ મૂલ્યો ઉત્પાદન ફોર્મ અને પરીક્ષણ સ્થિતિ પર આધાર રાખે છે — સ્પષ્ટ કરતા પહેલા સપ્લાયર ડેટા સામે ચકાસો). તેનો ફાયદો આઉટ-વિયરિંગ એબ્રેસિવ્સ નથી પરંતુ થર્મલ સાયકલિંગ હેઠળ માળખાકીય અખંડિતતા જાળવવાનો છે.

જ્યાં તે બંધબેસે છે. સ્ટેલાઇટ 21 નો ઉપયોગ ગેસ ટર્બાઇન બ્લેડ, હોટ-વર્કિંગ વાલ્વ, ઉચ્ચ-તાપમાન ફાસ્ટનર્સ અને વેલ્ડ ઓવરલેમાં કરવામાં આવ્યો છે જેને થર્મલ વિસ્તરણ મિસમેચ બફર કરવાની જરૂર છે. જ્યાં સ્ટેલાઇટ 6 ટોચના સ્તર તરીકે સેવા આપે છે અને મધ્યવર્તી સ્તરની જરૂર છે, ત્યાં સ્ટીલ સબસ્ટ્રેટ અને સ્ટેલાઇટ 6 ટોચના સ્તર વચ્ચેના થર્મલ વિસ્તરણ તફાવતને નરમ કરવા માટે ઐતિહાસિક રીતે સ્ટેલાઇટ 21 બફર તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. 8,760 કલાક સુધી 550–650 °C તાપમાને, સ્ટેલાઇટ 21 બફર સ્તરો સાથે F91 સ્ટીલ સબસ્ટ્રેટ પરના અભ્યાસમાં, F91/S21 ઇન્ટરફેસ પર નોંધપાત્ર અસર કઠિનતા નુકશાન જોવા મળ્યું, જેના કારણે તે ચોક્કસ એપ્લિકેશનમાં નિકલ-આધારિત બફર સ્તરો વધુને વધુ પસંદ કરવામાં આવે છે. આ એલોયની સ્થિતિને સારી રીતે સમજાવે છે: તેનું મૂલ્ય ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં કઠિનતામાં રહેલું છે, દરેક જગ્યાએ સ્ટેલાઇટ 6 ને બદલવામાં નહીં.

સરળતાથી અવગણવામાં આવતી મર્યાદા. સ્ટેલાઇટ 21 હાર્ડ-પાર્ટીકલ ધોવાણ માટે પ્રમાણમાં મર્યાદિત પ્રતિકાર ધરાવે છે. કારણ કે કાર્બાઇડની ઘનતા ઓછી છે, જ્યારે તીક્ષ્ણ કણો ઝડપે ત્રાટકે છે ત્યારે મેટ્રિક્સ ઓછું રક્ષણ આપે છે. લો-એંગલ ઇરોશન અને સખત ઘર્ષક વસ્ત્રો હેઠળ, સ્ટેલાઇટ 21 સામાન્ય રીતે શ્રેષ્ઠ પસંદગી નથી.

વ્યવહારુ પસંદગીનો માર્ગ

નીચેનો માર્ગ બે એલોયની કામગીરીની લાક્ષણિકતાઓ પર આધારિત છે. તે પ્રારંભિક સ્ક્રિનિંગ માર્ગદર્શિકા તરીકે સેવા આપી શકે છે પરંતુ ચોક્કસ એપ્લિકેશનના એન્જિનિયરિંગ મૂલ્યાંકનને બદલવું જોઈએ નહીં.

સ્ટેલાઇટ 6 તરફ ઝુકાવ જ્યારે:

• પ્રબળ નિષ્ફળતા મોડ ઘર્ષક અથવા એડહેસિવ વસ્ત્રો છે, અને થર્મલ સાયકલિંગ એ મુખ્ય ભાર નથી.
• ભાગ એક જાડા વિભાગ ધરાવે છે, અને કાસ્ટિંગ અને મશીનિંગ દરમિયાન ક્રેકીંગ સંવેદનશીલતા વ્યવસ્થાપિત છે.
• ઓક્સિડાઇઝિંગ વાતાવરણમાં સેવાનું તાપમાન ઊંચું હોય છે, અને રક્ષણાત્મક ઓક્સાઇડ સ્તર ડિઝાઇનનો એક ભાગ છે.
• એપ્લિકેશનમાં સંદર્ભ માટે નિષ્ફળતા ડેટા સાથે સ્થાપિત સ્ટેલાઇટ 6 ઇતિહાસ છે.

સ્ટેલાઇટ 21 તરફ ઝુકાવ જ્યારે:

• આ ભાગ વારંવાર ઝડપી ગરમી અને ઠંડકમાંથી પસાર થાય છે, અને થર્મલ થાક ક્રેકીંગ એ જાણીતું જોખમ છે.
• ભાગમાં પાતળી દિવાલો હોય છે અથવા વિભાગમાં અચાનક ફેરફાર થાય છે, અને કઠિનતા કાચી કઠિનતા કરતાં વધુ મહત્વની હોય છે.
• સ્ટીલ સબસ્ટ્રેટ અને બફર થર્મલ વિસ્તરણ મિસમેચ માટે સખત સામનો કરવા વચ્ચે સંક્રમણ સ્તરની જરૂર છે (પરંતુ લાંબા ગાળાની ઉચ્ચ-તાપમાન સ્થિરતાનું મૂલ્યાંકન કરવું આવશ્યક છે).
• પહેરવાની પદ્ધતિ મુખ્યત્વે મેટલ-ટુ-મેટલ સ્લાઇડિંગ વસ્ત્રો અથવા સખત-કણ ધોવાણને બદલે પોલાણ છે.

જ્યારે બેમાંથી એક સ્વચ્છ ફિટ નથી: જો એપ્લિકેશન ઉચ્ચ ઘર્ષક વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને ઉત્કૃષ્ટ થર્મલ થાક પ્રતિકાર બંનેની માંગ કરે છે, તો સ્ટેલાઇટ 12 (ઉચ્ચ કાર્બન, ઉચ્ચ વસ્ત્રો પ્રતિકાર) અથવા ઇન્ટરમેટાલિક-મજબુત એલોયના ટ્રાઇબલોય પરિવારને ધ્યાનમાં લેવા યોગ્ય હોઈ શકે છે, અથવા ભાગના થર્મલ મેનેજમેન્ટને ડિઝાઇન સ્તરે સંબોધિત કરવાની જરૂર પડી શકે છે. આ દિશાઓ આ સરખામણીથી આગળ વધે છે પરંતુ પ્રારંભિક તબક્કાની સામગ્રી પસંદગી સમીક્ષામાં છે.

RFQ માં શું સામેલ કરવું

જે પણ એલોય પસંદ કરવામાં આવે છે, કાસ્ટિંગ અને મશીનિંગ સપ્લાયર સામાન્ય રીતે અર્થપૂર્ણ અવતરણ આપે તે પહેલાં નીચેની બાબતોની જરૂર પડે છે:

• ભાગ રેખાંકનો મુખ્ય પરિમાણો અને સહનશીલતા આવશ્યકતાઓ સાથે.
• સેવા શરતો: તાપમાન શ્રેણી, મધ્યમ અને લોડ પ્રકાર (વસ્ત્રો, અસર, થર્મલ સાયકલિંગ).
• અપેક્ષિત જીવન અથવા જાણીતી નિષ્ફળતા મોડ, જો ઉપલબ્ધ હોય તો ઐતિહાસિક ભાગ સાથે.
• સામગ્રી ધોરણ, ઉદાહરણ તરીકે શું AMS 5387 અથવા અન્ય લાગુ સ્પષ્ટીકરણ મળવું આવશ્યક છે.
• જથ્થો, કારણ કે સિંગલ પીસ, નાના બેચ અને ઉત્પાદન વોલ્યુમ વિવિધ પ્રક્રિયા પસંદગીઓ તરફ દોરી જાય છે.

કોબાલ્ટ-આધારિત એલોય કાસ્ટિંગ માટે, તે પણ પુષ્ટિ કરવા યોગ્ય છે કે શું સપ્લાયર પાસે ફિનિશ મશીનિંગ દ્વારા કાસ્ટિંગની ઇન-હાઉસ ક્ષમતા છે, કારણ કે આ એલોય નોંધપાત્ર રીતે કામ કરે છે અને પ્રક્રિયાઓ વચ્ચેના હેન્ડઓફ ખર્ચ અને લીડ ટાઇમ બંનેને અસર કરે છે.