स्टेलाइट मिश्र धातु का परिचय 

स्टेलाइट मिश्र धातु कोबाल्ट-क्रोमियम मिश्र धातुओं की एक श्रृंखला के लिए एक सामान्य शब्द है जो उच्च तापमान, टूट-फूट और संक्षारण के प्रतिरोधी हैं। "स्टेलाइट" मूल रूप से डेलोरो ग्रुप का पेटेंट था। 2012 में, डेलोरो स्टेलाइट ग्रुप को केन्नामेटल द्वारा अधिग्रहित किया गया और केन्नामेटल का एक पंजीकृत ट्रेडमार्क बन गया, जिसका उपयोग विशिष्ट कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं को संदर्भित करने के लिए किया जाता था।

स्टेलाइट मिश्र धातु की रासायनिक संरचना:

स्टेलाइट मिश्र धातु कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु परिवार से संबंधित है और इसमें मुख्य रूप से निम्नलिखित मूल तत्व शामिल हैं:

कोबाल्ट (सीओ): एक मैट्रिक्स तत्व, जो कुल वजन का लगभग 50-65% होता है, जो उत्कृष्ट उच्च तापमान शक्ति और थर्मल थकान प्रतिरोध प्रदान करता है।

क्रोमियम (Cr): इसकी सामग्री आम तौर पर 25% और 33% के बीच होती है, और यह क्रोमियम ऑक्साइड (Cr₂O₃) की एक घनी सुरक्षात्मक परत बनाने की कुंजी है, जो मिश्र धातु को उच्च तापमान ऑक्सीकरण और संक्षारण के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदान करती है।

टंगस्टन (डब्ल्यू) और मोलिब्डेनम (एमओ): मुख्य ठोस समाधान मजबूत करने वाले तत्व। कुछ टंगस्टन या मोलिब्डेनम कार्बन के साथ मिलकर कठोर कार्बाइड बनाएंगे, जिससे मिश्र धातु की लाल कठोरता और पहनने के प्रतिरोध में काफी वृद्धि होगी।

कार्बन (सी): सामग्री 0.1% और 3.0% के बीच उतार-चढ़ाव करती है। कार्बन कार्बाइड (जैसे MC, M₂₃C₆, M₇C₃) के निर्माण में मुख्य तत्व है, जो स्टील बार की तरह कोबाल्ट मैट्रिक्स में एम्बेडेड होते हैं, जो पहनने से रोकने के लिए मिश्र धातु के लिए "कंकाल" बनाते हैं।

स्टेलाइट मिश्र धातु की मजबूती मुख्य रूप से ठोस समाधान और मैट्रिक्स में वितरित कार्बाइड द्वारा मजबूत किए गए ऑस्टेनाइट मैट्रिक्स से आती है। यह अद्वितीय सुदृढ़ीकरण तंत्र स्टेलाइट मिश्र धातु को तापमान बढ़ने के साथ ताकत में बहुत धीमी गिरावट का अनुभव करने में सक्षम बनाता है, जो इसे अत्यधिक उच्च तापीय स्थिरता प्रदान करता है।

स्टेलाइट मिश्र धातु के मुख्य ग्रेड और विशेषताएं:

पहनने के लिए प्रतिरोधी श्रृंखला

स्टेलाइट 1: एचआरसी 48-55 तक की कठोरता के साथ एक उच्च-कार्बन और उच्च-टंगस्टन ग्रेड। इसमें उत्कृष्ट घर्षण रोधी प्रदर्शन है और यह वाल्व सीटों, बियरिंग्स और पहनने के लिए प्रतिरोधी लाइनर आदि के लिए उपयुक्त है।

स्टेलाइट 4: उच्च शक्ति, उच्च कठोरता। यह कोल्ड स्टैम्पिंग डाई, उच्च तनाव वाले भागों आदि के लिए उपयुक्त है।

स्टेलाइट 6: सबसे बहुमुखी और क्लासिक ग्रेड, इसे "सभी प्रकार के जैक" के रूप में जाना जाता है। इसमें कठोरता (लगभग एचआरसी 40) और क्रूरता का सही संतुलन है, और इसमें उत्कृष्ट प्रभाव प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और उच्च तापमान प्रतिरोध भी है। इसका व्यापक रूप से वाल्व सीलिंग सतहों, इंजन वाल्व और विभिन्न झाड़ियों आदि में उपयोग किया जाता है।

स्टेलाइट 12: इसका प्रदर्शन स्टेलाइट 1 और स्टेलाइट 6 के बीच है, जिसकी कठोरता लगभग एचआरसी 45 है। यह स्टेलाइट 6 की तुलना में कठिन और अधिक पहनने के लिए प्रतिरोधी है, और उच्च तापमान और उच्च दबाव वाले वाल्व, सॉटीथ, स्क्रू पुश रॉड और नियंत्रण वाल्व के लिए उपयुक्त है।

स्टेलाइट 20: अत्यधिक उच्च कठोरता (लगभग एचआरसी 60) वाला एक ग्रेड, मुख्य रूप से अत्यधिक अपघर्षक पहनने की स्थिति के लिए डिज़ाइन किया गया है, और अक्सर इसका उपयोग आस्तीन, पहनने के लिए प्रतिरोधी प्लेटों और रोटरी सीलिंग रिंगों में किया जाता है।

स्टेलाइट 100: प्रभाव-प्रतिरोधी और गुहिकायन प्रतिरोधी, मुख्य रूप से अत्यधिक अपघर्षक पहनने की स्थिति के लिए डिज़ाइन किया गया है, इसका उपयोग अक्सर पंप इम्पेलर्स, टरबाइन ब्लेड और रासायनिक उपकरणों में किया जाता है।

उच्च तापमान/संक्षारण प्रतिरोधी श्रृंखला

स्टेलाइट 21: उत्कृष्ट कठोरता और उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिरोध के साथ एक कम कार्बन, मोलिब्डेनम युक्त ग्रेड। गैस टरबाइन ब्लेड, उच्च तापमान वाल्व, परमाणु उद्योग घटक।

स्टेलाइट 31 (एक्स-40) : निकल युक्त, इसमें उत्कृष्ट उच्च तापमान शक्ति और थर्मल थकान प्रतिरोध है, और लंबे समय से एयरो इंजन और गैस टरबाइन के घटकों में गाइड वेन के लिए सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है।

स्टेलाइट 25: कम कार्बन सामग्री, थर्मल थकान, ऑक्सीकरण और सल्फाइडेशन के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध के साथ, दहन कक्ष घटकों के लिए उपयुक्त।

विशेष प्रदर्शन शृंखला

ट्राइबलॉय टी-400: उच्च मोलिब्डेनम सामग्री, उत्कृष्ट उच्च तापमान स्व-चिकनाई संपत्ति, लव्स चरण के माध्यम से उच्च तापमान स्व-स्नेहन प्राप्त करना, विशेष रूप से उच्च तापमान और अत्यधिक संक्षारक मीडिया में गेट वाल्व और तेल मुक्त स्नेहन घटकों के लिए उपयुक्त।

ट्राइबलॉय टी-800: उच्च मोलिब्डेनम और उच्च क्रोमियम, टी-400 की तुलना में बेहतर पहनने के प्रतिरोध के साथ, अधिक मांग वाले, अत्यधिक संक्षारक और उच्च तापमान वाले वातावरण के लिए उपयुक्त।

स्टेलाइट मिश्र धातु के फायदे और नुकसान

लाभ

उत्कृष्ट लाल कठोरता: स्टेलाइट मिश्र धातु की सबसे प्रमुख विशेषता यह है कि यह 650 से 1000 ℃ तक के उच्च तापमान पर भी उच्च कठोरता और ताकत बनाए रख सकती है। इसके कार्बाइड 1100℃ तक दोबारा नहीं घुलते हैं, जिसे हासिल करना कई लौह-आधारित और निकल-आधारित सामग्रियों के लिए मुश्किल है।

व्यापक संक्षारण प्रतिरोध: उच्च क्रोमियम सामग्री इसे समुद्री जल, सल्फ्यूरिक एसिड, नाइट्रिक एसिड और उच्च तापमान गैस सहित विभिन्न संक्षारक मीडिया में एक स्थिर निष्क्रियता फिल्म बनाने में सक्षम बनाती है, जो समान और स्थानीय संक्षारण दोनों के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध का प्रदर्शन करती है। विशेष रूप से थर्मल संक्षारण (जैसे सल्फिडेशन) के प्रतिरोध के संदर्भ में, कोबाल्ट सल्फाइड के उच्च पिघलने बिंदु के कारण स्टेलाइट मिश्र धातु अक्सर निकल-आधारित मिश्र धातुओं से बेहतर होते हैं।

उत्कृष्ट घिसाव प्रतिरोध: चाहे वह इंटरमेटेलिक घर्षण घिसाव (चिपकने वाला घिसाव) हो या कणों वाले तरल पदार्थ के कारण होने वाला क्षरण घिसाव हो, स्टेलाइट मिश्र धातु असाधारण रूप से अच्छा प्रदर्शन करती है। इसमें घर्षण का कम गुणांक और मजबूत खरोंच-विरोधी क्षमता है।

उत्कृष्ट थर्मल थकान प्रतिरोध: यह बिना दरार के भारी तापमान परिवर्तन (थर्मल शॉक) का सामना कर सकता है, जिससे यह वाल्व, मोल्ड आदि की लगातार स्टार्ट-स्टॉप स्थितियों के लिए अत्यधिक उपयुक्त हो जाता है।

नुकसान

अपर्याप्त मध्यम-तापमान शक्ति: मध्यम तापमान (जैसे 600-800 ℃) पर, सुसंगत सुदृढ़ीकरण चरणों की कमी के कारण, स्टेलाइट मिश्र धातुओं की ताकत आम तौर पर निकल-आधारित मिश्र धातुओं की तुलना में केवल 50-75% होती है।

उच्च प्रसंस्करण कठिनाई: इसकी उच्च कठोरता और उच्च क्रूरता के कारण, स्टेलाइट मिश्र धातु की कटिंग प्रसंस्करण बेहद कठिन है। आमतौर पर, केवल पीसने या विशेष प्रसंस्करण विधियों को ही अपनाया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप भागों के लिए उच्च विनिर्माण लागत आती है।

संसाधन की कमी: कोबाल्ट एक महत्वपूर्ण रणनीतिक संसाधन है। इसके वैश्विक भंडार सीमित और असमान रूप से वितरित हैं, जिससे स्टेलाइट मिश्र धातु की ऊंची कीमत होती है। कुछ हद तक, यह इसके बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग को प्रतिबंधित करता है।

सीमित ऑक्सीकरण प्रतिरोध: थर्मल संक्षारण के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध के बावजूद, शुद्ध उच्च तापमान ऑक्सीकरण वातावरण में स्टेलाइट मिश्र धातुओं का ऑक्सीकरण प्रतिरोध आमतौर पर निकल-आधारित मिश्र धातुओं की तुलना में कम होता है।