Stelitna legura je opći naziv za niz legura kobalta i kroma koje su otporne na visoke temperature, habanje i koroziju. "Stellite" je izvorno bio patent Deloro grupe. Godine 2012. Kennametal je kupio Deloro Stellite Group i postao registrirani zaštitni znak Kennametala, koji se koristi za označavanje specifičnih legura na bazi kobalta.
Kemijski sastav Stelitne legure:
Stelitna legura pripada obitelji legura na bazi kobalta i uglavnom sadrži sljedeće osnovne elemente:
Kobalt (Co) : matrični element, koji čini približno 50-65% ukupne težine, pruža izvrsnu čvrstoću na visokim temperaturama i otpornost na toplinski zamor.
Krom (Cr): Njegov sadržaj je obično između 25% i 33%, a ključ je za stvaranje gustog zaštitnog sloja kromovog oksida (Cr₂O₃), koji leguri daje izvanrednu otpornost na oksidaciju i koroziju pri visokim temperaturama.
Volfram (W) i molibden (Mo) : Glavni ojačavajući elementi čvrste otopine. Nešto volframa ili molibdena spojit će se s ugljikom u tvrde karbide, značajno povećavajući crvenu tvrdoću i otpornost na habanje legure.
Ugljik (C): sadržaj varira između 0,1% i 3,0%. Ugljik je ključni element u formiranju karbida (kao što su MC, M₂₃C₆, M₇C3), koji su ugrađeni u matricu kobalta poput čeličnih šipki, tvoreći "kostur" za leguru otpornu na trošenje.
Ojačanje Stellite legure uglavnom dolazi od austenitne matrice ojačane čvrstom otopinom i karbida raspoređenih u matrici. Ovaj jedinstveni mehanizam ojačanja omogućuje leguri Stellite vrlo sporo opadanje čvrstoće kako temperatura raste, što joj daje izuzetno visoku toplinsku stabilnost.
Glavni stupnjevi i karakteristike Stelitne legure:
Serija otporna na habanje
Stelit 1: Kvaliteta s visokim udjelom ugljika i volframa s tvrdoćom do HRC 48-55. Ima izvrsne performanse protiv habanja i prikladan je za sjedišta ventila, ležajeve i obloge otporne na habanje, itd.
Stelit 4: Visoka čvrstoća, visoka tvrdoća. Pogodan je za kalupe za hladno utiskivanje, dijelove koji se lako troše, itd.
Stellite 6: Najsvestraniji i najklasičniji stupanj, poznat je kao "Jack svih vrsta". Ima savršenu ravnotežu tvrdoće (oko HRC 40) i žilavosti, a također ima izvrsnu otpornost na udarce, otpornost na koroziju i otpornost na visoke temperature. Široko se koristi u površinama za brtvljenje ventila, ventilima motora i raznim čahurama, itd.
Stellite 12: Njegove su performanse između Stellitea 1 i Stellitea 6, s tvrdoćom od približno HRC 45. Tvrđi je i otporniji na habanje od Stellitea 6, te je prikladan za visokotemperaturne i visokotlačne ventile, zube pile, potisne šipke za vijke i regulacijske ventile.
Stellite 20: Vrsta s izuzetno visokom tvrdoćom (približno HRC 60), uglavnom dizajnirana za ekstremne uvjete abrazivnog trošenja, i često se koristi u čahurama ležajeva, pločama otpornim na habanje i rotacijskim brtvenim prstenovima.
Stellite 100: Otporan na udarce i kavitaciju, uglavnom dizajniran za ekstremne uvjete abrazivnog trošenja, često se koristi u impelerima pumpi, lopaticama turbina i kemijskoj opremi.
Serija otporna na visoke temperature/koroziju
Stellite 21: Vrsta s niskim udjelom ugljika, koja sadrži molibden, izvrsne žilavosti i izvanredne otpornosti na toplinski udar. Lopatice plinske turbine, visokotemperaturni ventili, komponente nuklearne industrije.
Stellite 31 (X-40): Sadrži nikal, ima izvrsnu čvrstoću na visokim temperaturama i otpornost na toplinski zamor, a dugo se koristio kao materijal za vodeće lopatice u zrakoplovnim motorima i komponentama plinskih turbina.
Stellite 25: Nizak sadržaj ugljika, s izvrsnom otpornošću na toplinski zamor, oksidaciju i sulfidaciju, pogodan za komponente komore za izgaranje.
Posebna serija izvedbe
Tribaloy T-400: visok sadržaj molibdena, izvrsna svojstva samopodmazivanja pri visokim temperaturama, postizanje samopodmazivanja pri visokim temperaturama kroz Lavesovu fazu, posebno pogodan za zasune i komponente za podmazivanje bez ulja u medijima pri visokim temperaturama i visoko korozivnim medijima.
Tribaloy T-800: Visok sadržaj molibdena i kroma, s boljom otpornošću na habanje od T-400, pogodan za zahtjevnija, visoko korozivna okruženja s visokim temperaturama.
Prednosti i nedostaci Stellite legure
Prednosti
Izvanredna crvena tvrdoća: Najistaknutija značajka Stellite legure je da može zadržati visoku tvrdoću i čvrstoću čak i na visokim temperaturama u rasponu od 650 do 1000 ℃. Njegovi karbidi se ne otapaju sve do 1100 ℃, što je teško postići za mnoge materijale na bazi željeza i nikla.
Sveobuhvatna otpornost na koroziju: visok sadržaj kroma omogućuje stvaranje stabilnog pasivizirajućeg filma u različitim korozivnim medijima, uključujući morsku vodu, sumpornu kiselinu, dušičnu kiselinu i visokotemperaturni plin, pokazujući izvrsnu otpornost na jednoliku i lokalnu koroziju. Osobito u smislu otpornosti na toplinsku koroziju (kao što je sulfidacija), stelitne legure su često superiornije od legura na bazi nikla zbog višeg tališta kobaltnih sulfida.
Izvanredna otpornost na habanje: Bilo da se radi o trošenju intermetalnim trenjem (habanje pomoću ljepila) ili trošenju erozijom uzrokovanom tekućinama koje sadrže čestice, Stellite legura ima izvanredne rezultate. Ima nizak koeficijent trenja i jaku sposobnost protiv ogrebotina.
Izvrsna otpornost na toplinski zamor: može izdržati drastične temperaturne promjene (termalni udar) bez pucanja, što ga čini vrlo prikladnim za česta start-stop stanja ventila, kalupa itd.
Nedostatak
Nedovoljna čvrstoća na srednjoj temperaturi: Na srednjim temperaturama (kao što je 600-800 ℃), čvrstoća Stellite legura obično je samo 50-75% od one legura na bazi nikla zbog nedostatka koherentnih faza ojačanja.
Visoke poteškoće u obradi: Zbog svoje visoke tvrdoće i velike žilavosti, obrada rezanjem Stellite legure je izuzetno teška. Obično se mogu usvojiti samo metode brušenja ili posebne obrade, što rezultira visokim troškovima proizvodnje dijelova.
Manjak resursa: Kobalt je važan strateški resurs. Njegove globalne rezerve su ograničene i neravnomjerno raspoređene, što dovodi do visoke cijene Stellite legure. To u određenoj mjeri ograničava njegovu široku primjenu.
Ograničena otpornost na oksidaciju: Usprkos izvrsnoj otpornosti na toplinsku koroziju, otpornost na oksidaciju Stellite legura u čistim visokotemperaturnim oksidacijskim okruženjima obično je niža nego kod legura na bazi nikla.
