A sztellitötvözet egy általános kifejezés olyan kobalt-króm ötvözetek sorozatára, amelyek ellenállnak a magas hőmérsékletnek, kopásnak és korróziónak. A "Stellite" eredetileg a Deloro csoport szabadalma volt. 2012-ben a Deloro Stellite csoportot a Kennametal felvásárolta, és a Kennametal bejegyzett védjegyévé vált, amelyet bizonyos kobalt alapú ötvözetekre használnak.
A sztellit ötvözet kémiai összetétele:
A sztellitötvözet a kobalt alapú ötvözetek családjába tartozik, és főként a következő alapvető elemeket tartalmazza:
Kobalt (Co) : A teljes tömeg körülbelül 50-65%-át kitevő mátrixelem, amely kiváló magas hőmérsékleti szilárdságot és hőfáradásállóságot biztosít.
Króm (Cr) : Tartalma jellemzően 25% és 33% között van, és ez a kulcsa a sűrű króm-oxid (Cr₂O₃) védőréteg kialakításának, amely az ötvözetet kiemelkedően ellenáll a magas hőmérsékletű oxidációnak és korróziónak.
Volfrám (W) és molibdén (Mo) : A fő szilárd oldatot erősítő elemek. Egyes volfrám vagy molibdén szénnel egyesül kemény karbidokká, jelentősen növelve az ötvözet vörös keménységét és kopásállóságát.
Szén (C): A tartalom 0,1% és 3,0% között ingadozik. A szén a fő elem a karbidok (például MC, M23C6, M7C3) képződésében, amelyek acélrudakként vannak beágyazva a kobaltmátrixba, és a kopásálló ötvözet "vázát" alkotják.
A Stellite ötvözet erősítése elsősorban a szilárd oldattal erősített ausztenit mátrixból és a mátrixban elosztott karbidokból származik. Ez az egyedülálló erősítő mechanizmus lehetővé teszi, hogy a Stellite ötvözet erőssége nagyon lassan csökkenjen a hőmérséklet emelkedésével, ami rendkívül magas hőstabilitást biztosít.
A Stellite ötvözet főbb minőségei és jellemzői:
Kopásálló sorozat
Stellite 1: Magas szén- és volfrámtartalmú minőség, akár HRC 48-55 keménységgel. Kiváló kopásgátló tulajdonságokkal rendelkezik, és alkalmas szelepülékekhez, csapágyakhoz és kopásálló betétekhez stb.
Stellite 4: Nagy szilárdság, nagy keménység. Alkalmas hideg sajtoló szerszámokhoz, nagy igénybevételnek kitett kopó alkatrészekhez stb.
Stellite 6: A legsokoldalúbb és legklasszikusabb fokozat, "mindenféle Jack" néven ismert. Tökéletes egyensúlyban van a keménység (kb. HRC 40) és a szívósság között, emellett kiváló ütésállósággal, korrózióállósággal és magas hőmérséklettel szembeni ellenállással rendelkezik. Széles körben használják szeleptömítő felületekben, motorszelepekben és különböző perselyekben stb.
Stellite 12: Teljesítménye a Stellite 1 és Stellite 6 között van, keménysége körülbelül HRC 45. Keményebb és kopásállóbb, mint a Stellite 6, és alkalmas magas hőmérsékletű és nagynyomású szelepekhez, fűrészfogakhoz, csavaros tolórudakhoz és vezérlőszelepekhez.
Stellite 20: Rendkívül nagy keménységű (körülbelül HRC 60) fokozat, amelyet főként extrém kopásállósági körülményekre terveztek, és gyakran használják csapágyhüvelyekben, kopásálló lemezekben és forgó tömítőgyűrűkben.
Stellite 100: Ütésálló és kavitációálló, elsősorban extrém kopásállósági körülményekre tervezték, gyakran használják szivattyú járókerekekben, turbinalapátokban és vegyi berendezésekben.
Magas hőmérséklet/korrózióálló sorozat
Stellite 21: Alacsony szén-dioxid-kibocsátású, molibdén tartalmú minőség, kiváló szívóssággal és kiváló hősokkállósággal. Gázturbina lapátok, magas hőmérsékletű szelepek, nukleáris ipari alkatrészek.
Stellite 31 (X-40) : Nikkelt tartalmaz, kiváló magas hőmérsékleti szilárdsággal és hőfáradásállósággal rendelkezik, és régóta használják repülőgép-hajtóművek és gázturbinák alkatrészei vezetőlapátjainak anyagaként.
Stellite 25: Alacsony széntartalmú, kiváló hőállósággal, oxidációval és szulfidációval szemben, alkalmas égéstér-alkatrészekhez.
Különleges teljesítmény sorozat
Tribaloy T-400: Magas molibdéntartalom, kiváló önkenő képesség magas hőmérsékleten, magas hőmérsékletű önkenés a Laves fázison keresztül, különösen alkalmas tolózárokhoz és olajmentes kenőalkatrészekhez magas hőmérsékletű és erősen korrozív közegekben.
Tribaloy T-800: Magas molibdén és magas krómtartalom, jobb kopásállósággal, mint a T-400, alkalmas nagyobb igénybevételt jelentő, erősen korrozív és magas hőmérsékletű környezetekhez.
A Stellite ötvözet előnyei és hátrányai
Előnyök
Kiemelkedő vörös keménység: A Stellite ötvözet legszembetűnőbb tulajdonsága, hogy nagy keménységet és szilárdságot képes fenntartani még 650 és 1000 ℃ közötti magas hőmérsékleten is. Karbidjai 1100 ℃-ig nem oldódnak fel újra, amit sok vas- és nikkelalapú anyag nehezen ér el.
Átfogó korrózióállóság: A magas krómtartalom lehetővé teszi, hogy stabil passzivációs filmet hozzon létre különféle korrozív közegekben, beleértve a tengervizet, a kénsavat, a salétromsavat és a magas hőmérsékletű gázt, kiváló ellenállást tanúsítva mind az egyenletes, mind a helyi korrózióval szemben. Különösen a termikus korrózióval (például szulfidációval) szembeni ellenállás tekintetében a sztellitötvözetek gyakran jobbak, mint a nikkel alapú ötvözetek, a kobalt-szulfidok magasabb olvadáspontja miatt.
Kiemelkedő kopásállóság: Legyen szó intermetallikus súrlódási kopásról (ragasztókopás), vagy részecskéket tartalmazó folyadékok okozta eróziós kopásról, a Stellite ötvözet kivételesen jól teljesít. Alacsony súrlódási együtthatója és erős karcolásgátló képessége van.
Kiváló hőfáradásállóság: repedés nélkül ellenáll a drasztikus hőmérsékletváltozásoknak (hősokk), így kiválóan alkalmas szelepek, formák stb. gyakori indítási-leállítási körülményeire.
Hátrány
Nem megfelelő közepes hőmérsékletű szilárdság: Közepes hőmérsékleten (például 600-800 ℃) a Stellite ötvözetek szilárdsága jellemzően csak 50-75%-a a nikkel alapú ötvözetek szilárdsága a koherens erősítő fázisok hiánya miatt.
Nagy feldolgozási nehézség: A Stellite ötvözet nagy keménysége és nagy szívóssága miatt a vágási feldolgozás rendkívül nehéz. Általában csak köszörülés vagy speciális feldolgozási módszerek alkalmazhatók, ami az alkatrészek magas gyártási költségeit eredményezi.
Erőforrások szűkössége: A kobalt fontos stratégiai erőforrás. Globális készletei korlátozottak és egyenlőtlenül oszlanak el, ami a Stellite ötvözet magas árához vezet. Ez bizonyos mértékig korlátozza a széles körű alkalmazását.
Korlátozott oxidációs ellenállás: A termikus korrózióval szembeni kiváló ellenállása ellenére a Stellite ötvözetek oxidációs ellenállása tiszta, magas hőmérsékletű oxidációs környezetben általában alacsonyabb, mint a nikkel alapú ötvözeteké.
