Стеллит қорытпасы - жоғары температураға, тозуға және коррозияға төзімді кобальт-хром қорытпаларының сериясы үшін жалпы термин. «Stellite» бастапқыда Deloro тобының патенті болды. 2012 жылы Deloro Stellite тобын Kennametal сатып алды және белгілі бір кобальт негізіндегі қорытпаларға сілтеме жасау үшін пайдаланылатын Kennametal компаниясының тіркелген сауда белгісі болды.
Стеллит қорытпасының химиялық құрамы:
Стеллит қорытпасы кобальт негізіндегі қорытпалар тобына жатады және негізінен келесі негізгі элементтерді қамтиды:
Кобальт (Co) : жалпы салмақтың шамамен 50-65% құрайтын матрицалық элемент, жоғары температураға тамаша беріктік пен термиялық шаршауға төзімділікті қамтамасыз етеді.
Хром (Cr) : Оның мазмұны әдетте 25% және 33% арасында болады және ол қорытпаға жоғары температурадағы тотығуға және коррозияға тамаша төзімділік беретін хром оксидінің (Cr₂O₃) тығыз қорғаныс қабатын қалыптастырудың кілті болып табылады.
Вольфрам (Вт) және молибден (Мо): Негізгі қатты ерітінді күшейтетін элементтер. Кейбір вольфрам немесе молибден көміртегімен қосылып, қатты карбидтер түзеді, бұл қорытпаның қызыл қаттылығын және тозуға төзімділігін айтарлықтай арттырады.
Көміртек (C): Құрамы 0,1% және 3,0% аралығында ауытқиды. Көміртек карбидтердің (мысалы, MC, M₂₃C₆, M₇C₃) түзілуіндегі негізгі элемент болып табылады, олар кобальт матрицасына болат жолақтар сияқты еніп, қорытпаның тозуға қарсы тұруы үшін «қаңқаны» құрайды.
Стеллит қорытпасының нығаюы негізінен қатты ерітіндімен күшейтілген аустенит матрицасынан және матрицада таралған карбидтерден келеді. Бұл бірегей күшейту механизмі Stellite қорытпасына өте жоғары термиялық тұрақтылық беретін температура көтерілген кезде беріктіктің өте баяу төмендеуіне мүмкіндік береді.
Стеллит қорытпасының негізгі сорттары мен сипаттамалары:
Тозуға төзімді сериялар
Стеллит 1: қаттылығы HRC 48-55 дейін жоғары көміртекті және жоғары вольфрамды сорт. Ол тозуға қарсы тамаша өнімділікке ие және клапан орындықтарына, мойынтіректерге және тозуға төзімді төсемдерге және т.б.
Стеллит 4: Жоғары беріктік, жоғары қаттылық. Ол суық штамптау қалыптарына, жоғары кернеулі тозу бөлшектеріне және т.б.
Стеллит 6: Ең әмбебап және классикалық сорт, ол «Барлық түрдегі ұя» ретінде белгілі. Ол қаттылық (шамамен HRC 40) мен қаттылықтың тамаша тепе-теңдігіне ие, сонымен қатар тамаша соққыға, коррозияға және жоғары температураға төзімділікке ие. Ол клапандарды тығыздау беттерін, қозғалтқыш клапандарын және әртүрлі втулкаларды және т.б. кеңінен қолданылады.
Stellite 12: Оның өнімділігі Stellite 1 және Stellite 6 арасында, қаттылығы шамамен HRC 45. Ол Stellite 6-ға қарағанда қаттырақ және тозуға төзімді және жоғары температура мен жоғары қысымды клапандарға, ара тістеріне, бұрандалы итергіш өзектерге және басқару клапандарына жарамды.
Стеллит 20: Қаттылығы өте жоғары сорт (шамамен HRC 60), негізінен тым қатты абразивті тозу жағдайларына арналған және көбінесе мойынтіректердің гильзаларында, тозуға төзімді пластиналар мен айналмалы тығыздағыш сақиналарда қолданылады.
Stellite 100: Соққыға төзімді және кавитацияға төзімді, негізінен экстремалды абразивті тозу жағдайларына арналған, ол жиі сорғы дөңгелектерінде, турбиналық қалақтарда және химиялық жабдықта қолданылады.
Жоғары температураға/коррозияға төзімді сериялар
Стеллит 21: Төмен көміртекті, молибденді құрайтын сорт, тамаша беріктігі және тамаша термиялық соққыға төзімділігі. Газ турбиналық қалақтары, жоғары температуралық клапандар, атом өнеркәсібінің құрамдас бөліктері.
Stellite 31 (X-40) : Құрамында никель бар, ол тамаша жоғары температура беріктігі мен термиялық шаршауға төзімділігімен ерекшеленеді және ұзақ уақыт бойы аэроқозғалтқыштар мен газ турбиналарының құрамдас бөліктерінде бағыттаушы қалақтардың материалы ретінде қолданылып келеді.
Стеллит 25: көміртегінің төмен мөлшері, термиялық шаршауға, тотығуға және сульфидтенуге тамаша төзімді, жану камерасының компоненттеріне жарамды.
Арнайы өнімділік сериясы
Tribaloy T-400: Жоғары молибден мөлшері, тамаша жоғары температурада өзін-өзі майлау қасиеті, Laves фазасы арқылы жоғары температурада өзін-өзі майлауға қол жеткізу, әсіресе жоғары температурада және жоғары коррозиялық ортадағы қақпақ клапандары мен майсыз майлау компоненттері үшін қолайлы.
Tribaloy T-800: Жоғары молибден және жоғары хром, T-400-ге қарағанда тозуға төзімділігі жоғары, аса талапшыл, жоғары коррозиялық және жоғары температуралы орталарға жарамды.
Стеллит қорытпасының артықшылықтары мен кемшіліктері
Артықшылықтары
Көрнекті қызыл қаттылық: Стеллит қорытпасының ең көрнекті ерекшелігі - ол 650-ден 1000 ℃ дейінгі жоғары температурада да жоғары қаттылық пен беріктікті сақтай алады. Оның карбидтері 1100℃-ге дейін қайта ерімейді, бұл көптеген темір және никель негізіндегі материалдар үшін қиын.
Тоттануға жан-жақты төзімділік: жоғары хром мазмұны оған теңіз суын, күкірт қышқылын, азот қышқылын және жоғары температуралы газды қоса, әртүрлі коррозиялық орталарда тұрақты пассивациялық пленканы қалыптастыруға мүмкіндік береді, біркелкі және жергілікті коррозияға тамаша төзімділік көрсетеді. Әсіресе термиялық коррозияға төзімділігі (мысалы, сульфидтену) бойынша стеллиттік қорытпалар кобальт сульфидтерінің балқу температурасының жоғары болуына байланысты никель негізіндегі қорытпалардан жоғары болады.
Тозуға тамаша төзімділік: Металларалық үйкеліс тозу (жабысқақ тозу) немесе құрамында бөлшектері бар сұйықтықтардан туындаған эрозия тозу болсын, Стеллит қорытпасы өте жақсы жұмыс істейді. Оның үйкеліс коэффициенті төмен және сызаттарға қарсы күшті қабілеті бар.
Өте жақсы термиялық шаршауға төзімділік: Ол температураның күрт өзгеруіне (термиялық соққыға) крекингсіз төтеп бере алады, бұл оны клапандардың, қалыптардың және т.б. жиі іске қосу жағдайларына өте қолайлы етеді.
Кемшілігі
Орташа температурадағы беріктік жеткіліксіз: Орташа температурада (мысалы, 600-800 ℃) Стеллит қорытпаларының беріктігі когерентті күшейту фазаларының болмауына байланысты әдетте никель негізіндегі қорытпалардың беріктігінің тек 50-75% құрайды.
Өңдеудің жоғары қиындығы: жоғары қаттылық пен жоғары беріктікке байланысты, Stellite қорытпасын кесу өте қиын. Әдетте, тек ұнтақтау немесе арнайы өңдеу әдістерін қолдануға болады, бұл бөлшектер үшін жоғары өндірістік шығындарға әкеледі.
Ресурстардың тапшылығы: Кобальт маңызды стратегиялық ресурс болып табылады. Оның жаһандық қорлары шектеулі және біркелкі таратылмайды, бұл Stellite қорытпасының жоғары бағасына әкеледі. Бұл белгілі бір дәрежеде оның ауқымды қолданылуын шектейді.
Шектеулі тотығуға төзімділігі: термиялық коррозияға тамаша төзімділігіне қарамастан, таза жоғары температуралы тотығу орталарында Стеллит қорытпаларының тотығуға төзімділігі әдетте никель негізіндегі қорытпаларға қарағанда төмен.
