Түйіндеме: Stellite 6 және Stellite 21-ді практикалық салыстыру, көміртегінің мазмұны мен вольфрам-молибденнің қаттылық пен қаттылықты қалай өзгертетінін түсіндіреді.
Stellite 6 және Stellite 21 - көбінесе бір-бірімен салыстырылатын екі кобальт негізіндегі тозу қорытпалары. Жалпы әдепкі - белгісіздік болған кезде Stellite 6 параметрін көрсету. Бұл әдеттің ақылға қонымды негізі бар: Stellite 6 қолданбасының ұзақ тарихы, жақсы құжатталған мінез-құлқы және жетілген өңдеу тәжірибесі бар. Бірақ екі жағдайда әдепкі қажетсіз тәуекелді тудыруы мүмкін: бөлік жылдам термиялық циклді немесе термиялық соққыны көргенде және бөліктің қабырғалары жұқа болғанда немесе кесінді күрт өзгергенде.
Stellite 21 негізінен Stellite 6-ның қаттылық шектеуін сол жағдайларда шешу үшін бар. Қайсысы «жақсы» екенін есте сақтаудан гөрі, екеуінің арасындағы келіссөзді түсіну пайдалы.
Композициялық айырмашылықтар өнімділікті бөлуге әкеледі
Бұл қорытпалар арасындағы өнімділік алшақтығы екі композициялық таңдауға байланысты.
Көміртек құрамы. Stellite 6 көміртегінің айтарлықтай жоғары деңгейіне ие. SAE AMS 5387 бойынша Stellite 6 құймаларының номиналды құрамы 60Co-29Cr-4,5 Вт, көміртегі әдетте құйылған бұйымдар үшін 0,9–1,4% диапазонында болады. Көбірек көміртек қаттылық пен тозуға төзімділікті тікелей арттыратын қатты карбид жауын-шашынын білдіреді. Стеллит 21 көміртегі әлдеқайда төмен, номиналды құрамы шамамен C ~0,25%, Cr 25–30%, Mo 4,5–6,5%, Ni 1,5–3,5%, баланс Co. Төменгі көміртек карбидтің төменгі көлемдік үлесін және кобальт қатты ерітінді матрицасы басым микроқұрылымды білдіреді.
Вольфрам молибденге қарсы. Stellite 6 негізгі қатты ерітіндіні күшейткіш ретінде вольфрамды (W) пайдаланады; Стеллит 21 вольфрамның көп бөлігін молибденмен (Mo) ауыстырады. Молибден вольфрамның атомдық салмағының жартысына жуығына ие, сондықтан бірдей салмақ пайызында ол екі есе көп атомды қосады. Молибденнің көміртегіге жақындығы да жоғары және карбидтің түзілуіне ықпал етеді. Алайда Stellite 21-де көміртегінің төмен деңгейі бұл әсерді шектейді және таза нәтиже Stellite 6-ға қарағанда жалпы карбид мазмұны айтарлықтай төмен болады.
Бұл екі айырмашылық бірге екі түрлі өнімділік профилін жасайды.
Стеллит 6: тозуға төзімділіктің орнына карбидтің тығыздығы
Stellite 6 микроқұрылымы қатты карбид бөлшектерінің салыстырмалы түрде тығыз таралуы бар кобальт негізіндегі қатты ерітінді матрицасынан тұрады. Бұл құрылым абразивті тозу кезінде жақсы жұмыс істейді.
Қай жерде сәйкес келеді. Клапанның тығыздағыш беттері, сорғы жеңдері, суспензиямен жұмыс істейтін құрамдас бөліктер және қалыпты әсердегі жалпы тозу бөліктері Stellite 6 типтік қолданбалары болып табылады. Оның қаттылығы әдетте Rockwell C 37–45 диапазонында болады, құйма күйіне және кейінгі термиялық өңдеуге байланысты, бұл абразивті тозу мәселелерінің көпшілігі үшін жеткілікті. Тотықтырғыш жоғары температуралы орталарда Stellite 6 сонымен қатар Stellite 21-ге қарағанда тотығу жылдамдығы төмен, негізінен Cr₂O₃ және CoCr₂O₄ негізіндегі қорғаныс оксидті қабатын құрайды.
Шектеулер қай жерде көрсетіледі. Карбид тығыздығының жанама әсері бар: жылдам термиялық цикл немесе локализацияланған термиялық соққы кезінде карбидтер мен матрица арасындағы термиялық кеңею айырмашылығы жарықшақтардың басталу алаңына айналуы мүмкін. Жұқа бөліктер үшін көміртегі мен карбид мөлшерінің жоғары болуы құю және өңдеу кезінде крекинг қаупін арттыруы мүмкін. Бұл Stellite 6-ны мұндай жағдайларда пайдалану мүмкін емес дегенді білдірмейді, бірақ термиялық шаршау басым бұзылу режимі болған кезде, баламаны мұқият бағалау керек.
Стеллит 21: қаттылық пен термиялық шаршауға төзімділіктің орнына төмен карбид мөлшері
Stellite 21 басқа дизайн логикасын ұстанады. Оның құрамындағы төмен көміртекті және молибденді қосу карбидтің көлемдік үлесін күрт азайтып, кобальт қатты ерітіндісі матрицасын механикалық өнімділікті қамтамасыз ететін фаза ретінде қалдырады.
Тікелей салдары: бөлме температурасындағы қаттылық пен таза абразивті тозуға төзімділік Stellite 6-дан төмен, бірақ қаттылық, термиялық соққыға төзімділік және термиялық шаршауға төзімділік жақсырақ. Құйылған қаттылық әдетте Stellite 6-дан төмен, төмен және орта HRC 30-да хабарланады (нақты мәндер өнімнің пішініне және сынақ жағдайына байланысты – көрсету алдында жеткізушінің деректерімен тексеріңіз). Оның артықшылығы абразивтерді тоздырмайды, бірақ термиялық цикл кезінде құрылымның тұтастығын сақтайды.
Қай жерде сәйкес келеді. Stellite 21 термиялық кеңею сәйкессіздігін буферлеуді қажет ететін газ турбиналық қалақшаларында, ыстық жұмыс істейтін клапандарда, жоғары температурадағы бекіткіштерде және дәнекерлеу қабаттарында қолданылған. Stellite 6 үстіңгі қабат ретінде қызмет етеді және аралық қабат қажет болса, Stellite 21 тарихи түрде болат субстрат пен Stellite 6 үстіңгі қабаты арасындағы термиялық кеңею айырмашылығын жұмсарту үшін буфер ретінде пайдаланылды. 550–650°C температурада 8760 сағатқа дейін жасытылған Stellite 21 буферлік қабаттары бар F91 болат субстраттарын зерттеу F91/S21 интерфейсінде әсер ету беріктігінің айтарлықтай жоғалуын анықтады, сондықтан никель негізіндегі буферлік қабаттар осы арнайы қолданбада көбірек таңдалады. Бұл қорытпаның орнын жақсы көрсетеді: оның құндылығы барлық жерде Stellite 6-ны ауыстыруда емес, белгілі бір жағдайларда беріктікте жатыр.
Оңай еленбейтін шектеу. Стеллит 21 қатты бөлшектердің эрозиясына салыстырмалы түрде шектеулі төзімділікке ие. Карбидтің тығыздығы төмен болғандықтан, матрица өткір бөлшектер жылдамдықпен соқтығысқанда аз қорғаныс ұсынады. Төмен бұрышты эрозия және қатты абразивті тозу кезінде Stellite 21 әдетте ең жақсы таңдау емес.
Практикалық таңдау жолы
Келесі жол екі қорытпаның өнімділік сипаттамаларына негізделген. Ол бастапқы скринингтік нұсқаулық ретінде қызмет ете алады, бірақ нақты қолданбаның инженерлік бағасын алмастырмауы керек.
Стеллит 6-ға еңкейіңіз:
- Басым істен шығу режимі абразивті немесе жабысқақ тозу болып табылады, ал термиялық цикл негізгі жүктеме болып табылмайды.
- Бөлшектің қалың кесіндісі бар, құю және өңдеу кезінде жарықшақтардың сезімталдығы басқарылады.
- Тотықтырғыш атмосферада қызмет көрсету температурасы жоғары, ал қорғаныс оксидті қабаты дизайнның бөлігі болып табылады.
- Қолданбада қате деректеріне сілтеме жасалған Stellite 6 тарихы бар.
Стеллит 21-ге еңкейіңіз:
- Бөлшек қайталанатын жылдам қыздыру мен салқындатуға ұшырайды, ал термиялық шаршау крекингі белгілі қауіп болып табылады.
- Бөлшектің қабырғалары жұқа немесе кесіндінің күрт өзгеруі бар және қаттылық шикі қаттылыққа қарағанда маңыздырақ.
- Термиялық кеңеюдің сәйкессіздігін буферлеу үшін болат субстрат пен қатты қаптама арасында өтпелі қабат қажет (бірақ ұзақ мерзімді жоғары температура тұрақтылығын бағалау қажет).
- Тозу механизмі қатты бөлшектердің эрозиясынан гөрі металдан металға сырғанау тозуы немесе кавитация болып табылады.
Ешқайсысы да сәйкес келмесе: Қолданба жоғары абразивті тозуға төзімділікті де, тамаша термиялық шаршауға төзімділікті де талап етсе, Stellite 12 (жоғары көміртекті, жоғары тозуға төзімділік) немесе интерметаллдық күшейтілген қорытпалардың Tribaloy тобын қарастырған жөн немесе бөліктің жылуды басқаруды жобалау деңгейінде қарастыру қажет болуы мүмкін. Бұл бағыттар осы салыстырудан асып түседі, бірақ материалды таңдаудың бастапқы кезеңіне жатады.
RFQ-ға не қосу керек
Қай қорытпа таңдалса да, құю және өңдеу жеткізушісі мағыналы баға беру үшін әдетте төмендегілерді қажет етеді:
- Бөлшектердің сызбалары негізгі өлшемдерімен және төзімділік талаптарымен.
- Қызмет көрсету шарттары: температура диапазоны, орташа және жүктеме түрі (тозу, соққы, термиялық цикл).
- Күтілетін қызмет мерзімі немесе белгілі сәтсіздік режимі, бар болса, тарихи бөлігімен.
- Материалдық стандарт, мысалы, AMS 5387 немесе басқа қолданылатын спецификацияның орындалуы қажет пе.
- Саны, өйткені жеке бөліктер, шағын партиялар және өндіріс көлемі әртүрлі процесті таңдауға әкеледі.
Кобальт негізіндегі қорытпалардың құймалары үшін жеткізушінің құюдан әрлеу өңдеуге дейінгі ішкі мүмкіндіктері бар-жоғын растау керек, өйткені бұл қорытпалар айтарлықтай қатайтады және процестер арасындағы ауысу құнына да, дайын уақытына да әсер етеді.
