Ամփոփում: Stellite 6-ի և Stellite 21-ի գործնական համեմատությունը, որը բացատրում է, թե ինչպես են ածխածնի պարունակությունը և վոլֆրամն ընդդեմ մոլիբդենի խթանում կարծրության և ամրության փոխզիջումը:
Stellite 6-ը և Stellite 21-ը կոբալտի վրա հիմնված մաշվածության համաձուլվածքներն են, որոնք առավել հաճախ համեմատվում են միմյանց հետ: Ընդհանուր լռելյայն է նշել Stellite 6-ը, երբ կա անորոշություն: Այդ սովորությունն ունի ողջամիտ հիմք. Stellite 6-ն ունի կիրառման երկար պատմություն, լավ փաստագրված վարքագիծ և մշակման հասուն փորձ: Բայց երկու իրավիճակներում լռելյայն կարող է առաջացնել անհարկի ռիսկ. երբ մասնիկը տեսնում է արագ ջերմային ցիկլեր կամ ջերմային ցնցում, և երբ մասն ունի բարակ պատեր կամ հատվածի կտրուկ փոփոխություններ:
Stellite 21-ը հիմնականում գոյություն ունի այդ պայմաններում Stellite 6-ի ամրության սահմանափակումը լուծելու համար: Երկուսի միջև փոխզիջումը հասկանալն ավելի օգտակար է, քան անգիր անելը, թե որն է «ավելի լավ»:
Կազմային տարբերությունները հանգեցնում են կատարողականի պառակտմանը
Այս համաձուլվածքների միջև կատարողականի տարբերությունը հանգում է երկու կոմպոզիցիայի ընտրությանը:
Ածխածնի պարունակությունը. Stellite 6-ը կրում է զգալիորեն ավելի բարձր ածխածնի մակարդակ: Ըստ SAE AMS 5387-ի, Stellite 6 ձուլվածքները ունեն 60Co-29Cr-4.5W անվանական բաղադրություն, ածխածնի սովորաբար 0.9–1.4% միջակայքում ձուլված արտադրանքի համար: Ավելի շատ ածխածին նշանակում է ավելի կոշտ կարբիդային տեղումներ, որոնք ուղղակիորեն բարձրացնում են կարծրությունը և մաշվածության դիմադրությունը: Stellite 21-ն ունի շատ ավելի ցածր ածխածին, որի անվանական բաղադրությունը մոտավորապես C~0,25%, Cr 25–30%, Mo 4,5–6,5%, Ni 1,5–3,5%, հավասարակշռված Co. Ստորին ածխածինը նշանակում է կարբիդի ավելի ցածր ծավալային բաժին և միկրոկառուցվածք, որում գերակշռում է կոբալտի պինդ լուծույթի մատրիցը:
Վոլֆրամ ընդդեմ մոլիբդենի. Stellite 6-ն օգտագործում է վոլֆրամ (W) որպես իր հիմնական պինդ լուծույթի ուժեղացուցիչ; Stellite 21-ը այդ վոլֆրամի մեծ մասը փոխարինում է մոլիբդենով (Mo): Մոլիբդենն ունի վոլֆրամի ատոմային զանգվածի մոտավորապես կեսը, ուստի նույն քաշի տոկոսով այն պարունակում է մոտ երկու անգամ ավելի շատ ատոմներ: Մոլիբդենը նաև ավելի ուժեղ կապ ունի ածխածնի նկատմամբ և հակված է խթանել կարբիդի ձևավորումը: Stellite 21-ում, սակայն, ածխածնի ցածր մակարդակը սահմանափակում է այդ ազդեցությունը, և զուտ արդյունքը էականորեն ավելի ցածր ընդհանուր կարբիդի պարունակություն է, քան Stellite 6-ը:
Այս երկու տարբերությունները միասին արտադրում են երկու հստակ կատարողական պրոֆիլներ:
Stellite 6. կարբիդի խտությունը մաշվածության դիմադրության դիմաց
Stellite 6-ի միկրոկառուցվածքը բաղկացած է կոբալտի վրա հիմնված պինդ լուծույթի մատրիցից՝ կոշտ կարբիդային մասնիկների համեմատաբար խիտ բաշխմամբ։ Այս կառուցվածքը լավ է գործում հղկող մաշվածության տակ:
Որտեղ այն տեղավորվում է: Փականների հերմետիկ երեսները, պոմպի թևերը, ցեխի մշակման բաղադրիչները և չափավոր ազդեցության տակ գտնվող ընդհանուր մաշված մասերը բնորոշ են Stellite 6 հավելվածներին: Դրա կարծրությունը սովորաբար ընկնում է Rockwell C 37–45 միջակայքում՝ կախված ձուլման վիճակից և հետագա ջերմային մշակումից, ինչը բավարար է հղկող մաշվածության խնդիրների համար: Օքսիդացնող բարձր ջերմաստիճանի միջավայրերում Stellite 6-ը նաև ձևավորում է պաշտպանիչ օքսիդային շերտ, որը հիմնված է հիմնականում Cr2O3 և CoCr2O4-ի վրա՝ ավելի ցածր օքսիդացման արագությամբ, քան Stellite 21-ը:
Այնտեղ, որտեղ դրսևորվում են սահմանները: Կարբիդի խտությունը ունի կողմնակի ազդեցություն. արագ ջերմային ցիկլի կամ տեղայնացված ջերմային ցնցումների դեպքում կարբիդների և մատրիցայի միջև ջերմային ընդարձակման տարբերությունը կարող է դառնալ ճաքերի առաջացման վայր: Բարակ հատվածով մասերի համար ածխածնի և կարբիդի ավելի բարձր պարունակությունը կարող է նաև բարձրացնել ձուլման և հաստոցների ընթացքում ճաքերի վտանգը: Սա չի նշանակում, որ Stellite 6-ը չի կարող օգտագործվել այս իրավիճակներում, բայց երբ ջերմային հոգնածությունը ձախողման գերիշխող ռեժիմն է, այլընտրանքը պետք է լրջորեն գնահատվի:
Stellite 21. ավելի ցածր կարբիդի պարունակություն՝ դիմացկունության և ջերմային հոգնածության դիմացկունության դիմաց
Stellite 21-ը հետևում է դիզայնի այլ տրամաբանությանը: Դրա ցածր ածխածնի պարունակությունը և մոլիբդենի ավելացումը կտրուկ նվազեցնում են կարբիդի ծավալային մասը՝ թողնելով կոբալտի պինդ լուծույթի մատրիցը որպես մեխանիկական կատարողականություն կրող փուլ:
Ուղղակի հետևանք. սենյակային ջերմաստիճանի կարծրությունը և մաքուր հղկող մաշվածության դիմադրությունը ավելի ցածր են, քան Stellite 6-ը, սակայն ամրությունը, ջերմային ցնցումների դիմադրությունը և ջերմային հոգնածության դիմադրությունը ավելի լավն են: Որպես ձուլված կարծրություն սովորաբար հաղորդվում է ցածրից մինչև միջին HRC 30-ներում՝ ցածր Stellite 6-ի կարծրությունից (ճշգրիտ արժեքները կախված են արտադրանքի ձևից և փորձարկման վիճակից. նախքան նշելը ստուգեք մատակարարի տվյալների հետ): Դրա առավելությունը ոչ թե հղկող նյութերի մաշվածությունն է, այլ կառուցվածքային ամբողջականության պահպանումը ջերմային ցիկլով:
Որտեղ այն տեղավորվում է: Stellite 21-ն օգտագործվել է գազատուրբինների շեղբերների, տաք աշխատանքային փականների, բարձր ջերմաստիճանի ամրացումների և եռակցման ծածկույթների մեջ, որոնք պետք է բուֆերային ջերմային ընդարձակման անհամապատասխանությունը: Այնտեղ, որտեղ Stellite 6-ը ծառայում է որպես վերին շերտ և անհրաժեշտ է միջանկյալ շերտ, Stellite 21-ը պատմականորեն օգտագործվել է որպես բուֆեր՝ մեղմելու պողպատե հիմքի և Stellite 6 վերին շերտի միջև ջերմային ընդարձակման տարբերությունը: F91 պողպատե ենթաշերտերի վրա Stellite 21 բուֆերային շերտերով, 550–650°C ջերմաստիճանում մինչև 8760 ժամ հնեցված ուսումնասիրության արդյունքում F91/S21 ինտերֆեյսի վրա հայտնաբերվեց ազդեցությամբ ամրության զգալի կորուստ, ինչի պատճառով նիկելի վրա հիմնված բուֆերային շերտերն ավելի ու ավելի են գերադասվում այդ հատուկ հավելվածում: Սա լավ ցույց է տալիս համաձուլվածքի դիրքը. դրա արժեքը կայանում է կոնկրետ պայմաններում ամրության մեջ, ոչ թե ամենուր Stellite 6-ի փոխարինման մեջ:
Հեշտությամբ անտեսվող սահմանափակում: Stellite 21-ը համեմատաբար սահմանափակ դիմադրություն ունի կոշտ մասնիկների էրոզիայի նկատմամբ: Քանի որ կարբիդի խտությունը ցածր է, մատրիցն ավելի քիչ պաշտպանություն է տալիս, երբ սուր մասնիկները հարվածում են արագությամբ: Ցածր անկյունային էրոզիայի և կոշտ հղկող մաշվածության պայմաններում Stellite 21-ը սովորաբար լավագույն ընտրությունը չէ:
Գործնական ընտրության ուղի
Հետևյալ ուղին հիմնված է երկու համաձուլվածքների կատարողական բնութագրերի վրա: Այն կարող է ծառայել որպես նախնական զննման ուղեցույց, սակայն չպետք է փոխարինի կոնկրետ հավելվածի ինժեներական գնահատումը:
Թեքվեք դեպի Stellite 6, երբ.
- Գերիշխող ձախողման ռեժիմը հղկող կամ սոսինձի մաշվածությունն է, և ջերմային հեծանիվը մեծ բեռ չէ:
- Մասն ունի հաստ հատված, և ձուլման և մշակման ժամանակ ճաքերի զգայունությունը կառավարելի է:
- Ծառայության ջերմաստիճանը բարձր է օքսիդացնող մթնոլորտում, և պաշտպանիչ օքսիդի շերտը դիզայնի մի մասն է:
- Հավելվածն ունի Stellite 6-ի հաստատված պատմություն՝ հղում կատարելով ձախողման տվյալների հետ:
Թեքվեք դեպի Stellite 21, երբ.
- Մասը ենթարկվում է կրկնակի արագ տաքացման և սառեցման, և ջերմային հոգնածության ճեղքումը հայտնի վտանգ է:
- Մասն ունի բարակ պատեր կամ հատվածի կտրուկ փոփոխություններ, և ամրությունն ավելի կարևոր է, քան հում կարծրությունը:
- Անցումային շերտ է անհրաժեշտ պողպատե հիմքի և բուֆերային ջերմային ընդլայնման անհամապատասխանության կոշտ երեսպատման միջև (սակայն պետք է գնահատվի երկարաժամկետ բարձր ջերմաստիճանի կայունությունը):
- Մաշվածության մեխանիզմը հիմնականում մետաղից մետաղ սահող մաշվածությունն է կամ կավիտացիան, այլ ոչ թե կոշտ մասնիկների էրոզիան:
Երբ ոչ մեկը մաքուր չէ. Եթե կիրառումը պահանջում է և՛ հղկող մաշման դիմադրություն, և՛ գերազանց ջերմային հոգնածության դիմադրություն, ապա Stellite 12-ը (ավելի բարձր ածխածին, ավելի բարձր մաշվածության դիմադրություն) կամ միջմետաղական ամրացված համաձուլվածքների Tribaloy ընտանիքը կարող է արժե հաշվի առնել, կամ մասի ջերմային կառավարումը կարող է անհրաժեշտ լինել նախագծման մակարդակում: Այս ուղղությունները դուրս են գալիս այս համեմատությունից, բայց պատկանում են նյութերի ընտրության վաղ փուլի վերանայմանը:
Ինչ ներառել RFQ-ում
Ինչ համաձուլվածք էլ ընտրվի, ձուլման և մշակման մատակարարին սովորաբար անհրաժեշտ է հետևյալը, նախքան այն կարող է իմաստալից գնանշում տալ.
- Մասերի գծագրեր հիմնական չափսերով և հանդուրժողականության պահանջներով:
- Ծառայության պայմաններըՋերմաստիճանի միջակայք, միջին և ծանրաբեռնվածության տեսակ (մաշվածություն, ազդեցություն, ջերմային ցիկլեր):
- Ակնկալվող կյանք կամ ձախողման հայտնի ռեժիմ, առկայության դեպքում պատմական մասով։
- Նյութի ստանդարտ, օրինակ՝ արդյոք AMS 5387-ը կամ այլ կիրառելի մասնագրերը պետք է բավարարվեն:
- Քանակ, քանի որ առանձին կտորները, փոքր խմբաքանակները և արտադրության ծավալները հանգեցնում են տարբեր գործընթացների ընտրության:
Կոբալտի վրա հիմնված համաձուլվածքների համար արժե նաև հաստատել, թե արդյոք մատակարարն ունի ձուլումից մինչև վերջնական մշակման հնարավորություն, քանի որ այս համաձուլվածքները նկատելիորեն կարծրանում են, և գործընթացների միջև անցումը ազդում է և՛ ծախսերի, և՛ ժամանակի վրա:
