סגסוגת סטליט היא כינוי כללי לסדרה של סגסוגות קובלט-כרום העמידות בפני טמפרטורות גבוהות, בלאי וקורוזיה. "Stellite" היה במקור פטנט של קבוצת Deloro. בשנת 2012, קבוצת Deloro Stellite נרכשה על ידי Kennametal והפכה לסימן מסחרי רשום של Kennametal, המשמש להתייחסות לסגסוגות ספציפיות על בסיס קובלט.
ההרכב הכימי של סגסוגת Stellite:
סגסוגת סטליט שייכת למשפחת הסגסוגות המבוססות על קובלט ומכילה בעיקר את מרכיבי הליבה הבאים:
קובלט (Co) : אלמנט מטריצה, המהווה כ-50-65% מהמשקל הכולל, המספק חוזק מעולה בטמפרטורות גבוהות ועמידות בפני עייפות תרמית.
כרום (Cr): תכולתו היא בדרך כלל בין 25% ל-33%, והוא המפתח ליצירת שכבת הגנה צפופה של תחמוצת כרום (Cr₂O₃), המעניקה לסגסוגת עמידות יוצאת דופן בפני חמצון וקורוזיה בטמפרטורה גבוהה.
טונגסטן (W) ומוליבדן (Mo) : האלמנטים העיקריים לחיזוק התמיסה המוצקה. חלק מהטונגסטן או מוליבדן יתחברו עם פחמן ליצירת קרבידים קשים, מה שמגביר באופן משמעותי את הקשיות האדומה ועמידות הבלאי של הסגסוגת.
פחמן (C) : התכולה נעה בין 0.1% ל-3.0%. פחמן הוא יסוד הליבה ביצירת קרבידים (כגון MC, M₂₃C₆, M₇C₃), המוטבעים במטריצת הקובלט כמו מוטות פלדה, ויוצרים את ה"שלד" עבור הסגסוגת להתנגד לבלאי.
החיזוק של סגסוגת Stellite מגיע בעיקר ממטריצת האוסטניט המחוזקת בתמיסה מוצקה והקרבידים המופצים במטריצה. מנגנון חיזוק ייחודי זה מאפשר לסגסוגת Stellite לחוות ירידה איטית מאוד בחוזק עם עליית הטמפרטורה, מה שמקנה לה יציבות תרמית גבוהה במיוחד.
הציונים והמאפיינים העיקריים של סגסוגת Stellite:
סדרה עמידה בפני שחיקה
Stellite 1: דרגת פחמן גבוהה וגבוה טונגסטן עם קשיות של עד HRC 48-55. יש לו ביצועים מעולים לבלאי אנטי-שחיקה והוא מתאים למושבי שסתומים, מיסבים וספינות עמידות בפני שחיקה וכו'.
Stellite 4: חוזק גבוה, קשיות גבוהה. זה מתאים למות הטבעה קרה, חלקי בלאי במתח גבוה וכו'.
Stellite 6: הציון הכי רב תכליתי וקלאסי, הוא ידוע בתור "ג'ק מכל הסוגים". יש לו איזון מושלם בין קשיות (בערך HRC 40) וקשיחות, והוא כולל גם עמידות מעולה בפני פגיעה, עמידות בפני קורוזיה ועמידות בטמפרטורות גבוהות. הוא נמצא בשימוש נרחב במשטחי איטום שסתומים, שסתומי מנוע ותותבים שונים וכו'.
Stellite 12: הביצועים שלו נעים בין אלה של Stellite 1 ו- Stellite 6, עם קשיות של כ-HRC 45. הוא קשיח ועמיד יותר בפני שחיקה מ- Stellite 6, ומתאים לשסתומי טמפרטורות גבוהות ולחץ גבוה, שיני נסורות, מוטות דחיפה בהברגה ושסתומי בקרה.
Stellite 20: דרגה בעלת קשיות גבוהה במיוחד (כ-HRC 60), מיועדת בעיקר לתנאי בלאי שוחקים קיצוניים, ומשמשת לרוב בשרוולי מיסבים, לוחות עמידות בפני שחיקה וטבעות איטום סיבוביות.
Stellite 100: עמיד בפני פגיעות ועמיד בפני קוויטציה, מיועד בעיקר לתנאי בלאי שוחקים קיצוניים, הוא משמש לעתים קרובות באימפלרים של משאבות, להבי טורבינה וציוד כימי.
סדרה עמידה בטמפרטורה גבוהה/קורוזיה
Stellite 21: כיתה דלת פחמן המכילה מוליבדן עם קשיחות מעולה ועמידות בפני זעזועים תרמיים יוצאת דופן. להבי טורבינת גז, שסתומים בטמפרטורה גבוהה, רכיבי תעשייה גרעינית.
Stellite 31 (X-40): מכיל ניקל, הוא כולל חוזק מעולה בטמפרטורות גבוהות ועמידות בפני עייפות תרמית, והוא שימש זה מכבר כחומר לשבטים מנחים במנועי אוויר ורכיבים של טורבינות גז.
Stellite 25: תכולת פחמן נמוכה, עם עמידות מצוינת לעייפות תרמית, חמצון וסולפידציה, מתאים לרכיבי תאי בעירה.
סדרת ביצועים מיוחדים
Tribaloy T-400: תכולת מוליבדן גבוהה, תכונת סיכה עצמית מעולה בטמפרטורה גבוהה, השגת שימון עצמי בטמפרטורה גבוהה דרך שלב Laves, מתאים במיוחד לשסתומי שער ורכיבי סיכה נטולי שמן במדיה בטמפרטורה גבוהה וקורוזיבית מאוד.
Tribaloy T-800: מוליבדן גבוה וכרום גבוה, עם עמידות בפני שחיקה טובה יותר מ-T-400, מתאים לסביבות תובעניות יותר, קורוזיביות מאוד ובטמפרטורות גבוהות.
יתרונות וחסרונות של סגסוגת Stellite
יתרונות
קשיות אדומה יוצאת דופן: התכונה הבולטת ביותר של סגסוגת Stellite היא שהיא יכולה לשמור על קשיות וחוזק גבוהים גם בטמפרטורות גבוהות הנעות בין 650 ל-1000 ℃. הקרבידים שלו אינם מתמוססים מחדש עד ל-1100℃, דבר שקשה להשיג חומרים רבים על בסיס ברזל ועל בסיס ניקל.
עמידות בפני קורוזיה מקיפה: תכולת הכרום הגבוהה מאפשרת לו ליצור סרט פסיביות יציב במדיות קורוזיביות שונות, כולל מי ים, חומצה גופרתית, חומצה חנקתית וגז בטמפרטורה גבוהה, המדגים עמידות מצוינת בפני קורוזיה אחידה ומקומית כאחד. במיוחד במונחים של עמידות בפני קורוזיה תרמית (כגון סולפידציה), סגסוגות סטליט עדיפות לרוב על סגסוגות על בסיס ניקל בשל נקודת ההיתוך הגבוהה יותר של קובלט סולפידים.
עמידות בלאי יוצאת מן הכלל: בין אם מדובר בלאי חיכוך בין-מתכתי (בלאי דבק) או בלאי שחיקה שנגרם על ידי נוזלים המכילים חלקיקים, סגסוגת Stellite מתפקדת בצורה יוצאת דופן. יש לו מקדם חיכוך נמוך ויכולת חזקה נגד שריטות.
עמידות בפני עייפות תרמית מעולה: הוא יכול לעמוד בשינויי טמפרטורה דרסטיים (הלם תרמי) מבלי להיסדק, מה שהופך אותו למתאים מאוד לתנאי התחלה תכופים של שסתומים, תבניות וכו'.
חיסרון
חוזק לא מספיק בטמפרטורה בינונית: בטמפרטורות בינוניות (כגון 600-800 ℃), החוזק של סגסוגות Stellite הוא בדרך כלל רק 50-75% מזה של סגסוגות מבוססות ניקל בשל היעדר שלבי חיזוק קוהרנטיים.
קושי עיבוד גבוה: בשל הקשיות הגבוהה והקשיחות הגבוהה שלו, עיבוד החיתוך של סגסוגת Stellite קשה ביותר. בדרך כלל, ניתן לאמץ רק שיטות שחיקה או עיבוד מיוחדות, וכתוצאה מכך עלויות ייצור גבוהות של חלקים.
מחסור במשאבים: קובלט הוא משאב אסטרטגי חשוב. הרזרבות העולמיות שלה מוגבלות ומפוזרות בצורה לא אחידה, מה שמוביל למחיר הגבוה של סגסוגת Stellite. במידה מסוימת, זה מגביל את היישום בקנה מידה גדול.
עמידות חמצון מוגבלת: למרות העמידות המצוינת בפני קורוזיה תרמית, עמידות החמצון של סגסוגות Stellite בסביבות חמצון טהורות בטמפרטורה גבוהה היא בדרך כלל נמוכה מזו של סגסוגות על בסיס ניקל.
