Stellite 21 pret Stellite 6: kobalta sakausējuma detaļu izvēle nodilumam un korozijai 

Stellite 6 ir sakausējums, pēc kura lielākā daļa inženieru sniedzas vispirms, kad a kobalta sakausējuma daļa nepieciešama nodiluma aizsardzība. Tas ir labi dokumentēts, plaši pieejams un labi darbojas plašā abrazīvo un līmju nodiluma scenāriju klāstā. Taču “noklusējums” nav tas pats, kas “optimālais”. Ja detaļa sabojājas nevis nobrāzuma, bet gan termiskās cikliskuma, metāla pretmetāla saspiešanas vai korozijas izraisīta nodiluma dēļ, stellite 21 daļa var būt attaisnojamākā izvēle. Šis salīdzinājums ir rakstīts projektēšanas inženieriem un nodiluma daļu pircējiem, kuriem ir jāsaprot kāpēc abi sakausējumi atšķiras, kur katrs pieder, un ko apstiprināt pirms apņemšanās ievērot specifikāciju.

Kāpēc Stellite 6 ir noklusējums un kad Stellite 21 ir labāka izvēle

Stellite 6 iegūst noklusējuma statusu, apvienojot augstu oglekļa saturu un volframa cieto šķīdumu stiprināšanu. Rezultāts ir ciets, nodilumizturīgs sakausējums, kas izturas pret abrazīvām daļiņām, eroziju un vispārēju mehānisku noārdīšanos plašā temperatūras diapazonā. Tā ražošanas un apšuvuma ceļi ir nobrieduši, un piegādātāju pārzināšana ir augsta. Daudziem vārstu ligzdām, sūkņa uzmavām un vispārējas nodiluma sastāvdaļas, Stellite 6 ir saprātīgs sākumpunkts.

Signāls apsvērt Stellite 21 parādās, kad mainās dominējošais atteices mehānisms. Ja detaļa plaisā atkārtotos termiskos ciklos, ja blīvējošās virsmas saķeras, slīdot starp metālu pret metālu vai ja ekspluatācijas vidē nodilums ir apvienots ar korozīvu vielu, Stellite 6 augstākā cietība var neatrisināt faktisko problēmu. Stellite 21 maina cietību istabas temperatūrā pret stingrību, termisko noguruma izturību un uzlabotu korozijas izturēšanos noteiktos nesējos. Jautājums nav par to, kurš sakausējums ir “labāks”, bet gan par to, kurš sakausējums atbilst tam, kā daļa sabojāsies.

Kā kompozīcijas atšķirības veicina veiktspēju

Darbības atšķirības starp šiem diviem kobalta sakausējumiem ir saistītas ar divām apzinātām kompozīcijas izvēlēm.

Oglekļa satura atšķirība: cietība pret elastīgumu

Stellite 6 satur aptuveni 0,9–1,4% oglekļa, savukārt Stellite 21 satur aptuveni 0,20–0,35%. Šī atšķirība nosaka, cik daudz cietā karbīda veidojas mikrostruktūrā. Lielāks oglekļa saturs Stellite 6 nozīmē lielāku ar hromu bagātu karbīdu daudzumu, kas tieši nozīmē augstāku cietību un labāku izturību pret abrazīvu nodilumu. Zemāks oglekļa daudzums Stellite 21 atstāj vairāk kobalta cietā šķīduma matricas, kas samazina cietību, bet saglabā elastību un spēju izturēt termisko deformāciju bez plaisāšanas.

Cietības vērtības, par kurām ziņots Stellite 21, parasti ir diapazonā no 27 līdz 40 HRC, un augstākas vērtības ir sasniedzamas, rūdoties (līdz aptuveni 48 HRC). Salīdzinājumam, Stellite 6 parasti tiek minēts ar 40–45 HRC tādā stāvoklī, kādā tas ir nogulsnēts. Šie skaitļi ir drīzāk orientējoši, nevis galīgi: lietai vai kaltai Stellite 21 detaļai var būt atšķirīgas īpašības nekā metinājuma pārklājumam, un piegādātāja faktiskajiem testa datiem ir jāvadās pēc specifikācijas.

Volframs pret molibdēnu: cieto risinājumu stiprināšanas loģika

Stellite 6 izmanto volframu cietā šķīduma stiprināšanai, savukārt Stellite 21 aizstāj molibdēnu. Mijmaiņas darījumi nav vienkārša aizstāšana viens pret vienu. Molibdēnam ir aptuveni puse no volframa atomu svara, tāpēc ar tādu pašu svara procentu tas matricā veido apmēram divreiz vairāk atomu. Šī atomu līmeņa atšķirība ietekmē sakausējuma darbību paaugstinātā temperatūrā.

Vēl svarīgāk ir tas, ka molibdēns parasti tiek atzīts par labvēlīgu vides samazināšanai. Lāzera apšuvuma pētījums, kurā tika salīdzināti divi sakausējumi, atklāja, ka izmantotajos testa apstākļos Stellite 21 slāņiem bija labāka izturība pret koroziju nekā Stellite 6 slāņiem. Molibdēna pievienošana arī samazina starpmetālu nokrišņu tendenci augstā temperatūrā, kas atbalsta sakausējuma termisko stabilitāti cikliskā ekspluatācijā. Tās ir nozīmīgas priekšrocības, taču tās ir selektīvas: Stellite 21 nav vispārēji izturīgāks pret koroziju nekā Stellite 6, un īpaša vide, temperatūra un aerācijas stāvoklis ir jānovērtē. Piemēram, kavitācijas erozijā ir ziņots, ka Stellite 6 ir labāks par Stellite 21 salīdzinošajos metināšanas pētījumos.

Veiktspējas salīdzinājums: cietība, stingrība, termiskais nogurums un nogurums

Tālāk esošajā tabulā ir apkopotas praktiskās veiktspējas atšķirības. Vērtības ir orientējoši atskaites punkti, nevis garantētas specifikācijas. Galīgie pieņemšanas kritēriji jābalsta uz piegādātāja izmērītajiem datiem par konkrētu produkta formu un ražošanas ceļu.

Pētījums par ar lāzeru pārklāti slāņi konstatēja, ka Stellite 6 bija nedaudz cietāks augšējās virsmas tuvumā, savukārt Stellite 21 uzrādīja nedaudz augstāku slīdēšanas nodilumizturību zemāka berzes koeficienta dēļ, kas ir interesants pretpunkts pieņēmumam, ka lielāka cietība vienmēr nozīmē labāku nodiluma veiktspēju. Ņemiet vērā, ka nodiluma mehānismam ir lielāka nozīme nekā vienam cietības skaitlim.

Lietojumprogrammu kartēšana: sakausējuma pielāgošana atteices režīmam

Kur Stellite 6 der: vārstu ligzdas, sūkņa uzmavas, abrazīvs nodilums

Stellite 6 ir piemērota izvēle, ja detaļas primārais noārdīšanās režīms ir abrazīvs vai erozīvs nodilums no cietām daļiņām, vircas vai liela ātruma šķidruma. Vārtu vārstu ligzdas un ķīļi, lodveida vārstu diski, pretvārstu aizbīdņi, un sūkņa sastāvdaļas pakļauti abrazīviem materiāliem, ir iedibināti lietojumi. Augstais karbīda saturs nodrošina cietu barjeru pret materiāla mehānisku noņemšanu.

Stellite 6 ir arī drošāks noklusējums, ja ražošanas procesā ir metināšana vai cietēšana uz tērauda pamatnes un piegādātājam ir liela pieredze šajā procesā. Sakausējuma metināšanas īpašības ir labi raksturotas, un atšķaidīšanas kontroles procedūras ir plaši saprotamas.

Viens brīdinājums: ja abrazīvā darbība ietver arī korozīvu vidi, Stellite 6 var nebūt optimālā kategorija. Šajā kombinētajā nodiluma un korozijas scenārijā Stellite 21 ir uzrādījis labākus rezultātus laboratorijas novērtējumos.

Kur Stellite 21 der: termiskā riteņbraukšana, plānās sekcijas, gāzes turbīnas komponenti

Stellite 21 priekšrocības parādās trīs situācijās. Pirmkārt, termiskā cikliskums: zemāks oglekļa saturs un molibdēna pievienošana samazina plaisāšanas dzinējspēku atkārtotas karsēšanas un dzesēšanas laikā. Stellite 21 ir izmantots karstās apstrādes lietojumos un kā bufera slānis, kur jāpārvalda termiskās izplešanās neatbilstība starp tērauda pamatni un cieto pārklājumu. Otrkārt, plānās sienas vai ģeometriski sarežģītas detaļas gūst labumu no augstākas izturības, kas samazina plaisāšanas risku apstrādes vai apkopes laikā. Treškārt, ar Stellite 21 var labāk darboties metāls-metāls bīdāmās blīves un saskarnes, kurām ir tendence uz sabrukšanu, lai gan tas ir atkarīgs no konkrētajiem savienošanas materiāliem un kontakta spiediena.

Publicētā gadījuma izpētē aprakstīts augstspiediena turbīnu lāpstiņu lāzera apšuvuma remonts, izmantojot Stellite 21 pulveri, un salabotajiem lāpstiņām ir lielāka stiepes izturība un pagarinājums, salīdzinot ar tradicionāli ražotu atsauces materiālu. Tas ilustrē sakausējuma lomu augstvērtīgu komponentu atjaunošanā, kur termiskais nogurums un struktūras integritāte ir kritiski svarīga.

Jāuzsver viens ierobežojums: Stellite 21 mazais karbīda tilpums nozīmē, ka tas nodrošina ierobežotu izturību pret cieto daļiņu eroziju. Smagos abrazīvos apstākļos, kad ātrumā ir saistītas asas daļiņas, Stellite 6 joprojām ir piemērotākā izvēle.

Pieci jautājumi, kas jāapstiprina pirms Stellite 21 daļas norādīšanas

Kad esat nolēmis, ka a stellite 21 daļa ir pareizais virziens, nākamais solis ir pārbaudīt, vai piegādātājs var piegādāt jums nepieciešamos īpašumus. Ar sakausējuma apzīmējumu vien nepietiek, jo Stellite 21 mehāniskās īpašības būtiski ir atkarīgas no ražošanas ceļa un termiskās apstrādes.

1. Kāds ir ražošanas ceļš?
Lieti, kaltas vai cietas virsmas? Katrs ražo atšķirīgu karbīda morfoloģiju, cietību un stingrību. Lieta daļa un ar lāzeru pārklāts pārklājums no viena un tā paša nominālā sakausējuma nav savstarpēji aizvietojami. Lūdziet piegādātājam skaidri norādīt maršrutu un sniegt informāciju par šo maršrutu.

2. Vai varat nodrošināt cietības sadalījumu pa daļu?
Viens cietības rādījums testa kuponā neapstiprina gatavo komponentu. Pieprasiet vairāku punktu cietības datus, īpaši detaļām ar atšķirīgu profila biezumu vai termiskās apstrādes reakciju.

3. Kāds ir termiskās apstrādes nosacījums?
Stellite 21 var sacietēt apstrādes un nodiluma laikā. Svarīgs ir piegādes stāvoklis. Ja tika veikta atkausēšana vai stresa mazināšana, ierakstiem jābūt pieejamiem. Ja detaļu izmanto rūdītā stāvoklī, darba rūdīšanas apjoms un vienmērīgums ir jādokumentē.

4. Vai ir pierādījumi, kas attiecas uz paredzēto atteices režīmu?
Ja Stellite 21 izvēles iemesls ir termiskā noguruma pretestība vai izturība pret nogurumu, jautājiet, vai piegādātājam ir pieredze vai testa dati par šo konkrēto mehānismu. Vispārīgas sakausējuma datu lapas ir sākumpunkts, nevis aizstāj ar lietojumam saistītus pierādījumus.

5. Kāda dokumentācija ir pievienota daļai?
Jānorāda materiāla sertifikācija, izsekojamība līdz siltumam vai partijai un pārbaudes protokoli. Kritiskajam pakalpojumam sertifikātā sakausējums jānorāda pēc UNS numura (R30021 Stellite 21) un piemērojamā standarta.

FAQ

Vai Stellite 21 ir izturīgāks pret koroziju nekā Stellite 6?

Dažās vidēs, īpaši reducējošā vai sarežģītā skābā vidē, salīdzinošajos pētījumos Stellite 21 ir uzrādījis labāku izturību pret koroziju. Tomēr tas nav vispārēji pārāks. Konkrētā vide, temperatūra un aerācijas stāvoklis nosaka veiktspēju, un faktiskajam pakalpojumam ir ieteicams veikt korozijas novērtējumu. Piemēram, Stellite 6 ir uzrādījis labāku izturību pret kavitācijas eroziju metināšanas šuvju salīdzināšanas pētījumos.

Vai es varu aizstāt Stellite 6 ar Stellite 21, nemainot dizainu?

Tikai tad, ja atteices mehānisms nav atkarīgs no īpašībām, kas tos atšķir. Ja sākotnējais Stellite 21 izvēles iemesls bija termiskā noguruma izturība vai pretestība pret nogurumu, Stellite 6 aizstāšana var neatrisināt problēmu un var to pasliktināt. Atlase ir jāpārskata, salīdzinot ar faktisko atteices režīmu.

Vai Stellite 21 ir pietiekami ciets nodiluma lietojumiem?

Cietība vien ir slikts atlases kritērijs. Stellite 21 ir mīkstāks par Stellite 6 tādā stāvoklī, kādā tas ir nolikts, taču tas var sacietēt ekspluatācijā (līdz aptuveni 48 HRC), un tā nodiluma veiktspēja ir atkarīga no mehānisma. Smagiem cieto daļiņu nobrāzumiem parasti priekšroka tiek dota Stellite 6. Slīdoša nodiluma, slīdēšanas vai termiskā cikla gadījumā Stellite 21 var būt labāki, neskatoties uz zemāku sākotnējo cietību.

Vai abus sakausējumus var uzklāt ar cieto pārklājumu?

Jā. Stellite 6 ir visizplatītākā cietā pārklājuma kategorija, bet Stellite 21 ir pieejams arī kā metināšanas stieple un pulveris pārklājuma un apšuvuma procesiem. Procesa parametri un atšķaidīšanas kontrole atšķiras, un piegādātājam ir jābūt kvalificētām procedūrām konkrētajai sakausējuma un substrāta kombinācijai.

Kāda specifikācija visbiežāk tiek ignorēta, pasūtot Stellite 21 daļas?

Ražošanas ceļš un termiskās apstrādes nosacījumi. Šie faktori ietekmē galīgās īpašības vairāk nekā nominālais sakausējuma sastāvs Stellite 21, un pirkuma specifikācija, kurā ir nosaukta tikai sakausējuma pakāpe, atstāj kritiskos mainīgos nedefinētus.

Pieprasiet atlases atbalstu vai materiālu sertifikāciju

Ja jūs vērtējat a kobalta sakausējuma daļa nodiluma vai korozijas gadījumā un ir jānosaka, vai Stellite 21 vai Stellite 6 ir labāk piemēroti, visproduktīvākais nākamais solis ir koplietot detaļas rasējumu un paredzamās atteices režīma aprakstu ar piegādātāju, kurš strādā ar abiem sakausējumiem. Norādiet darba temperatūru, cikla apstākļus, savienojamās virsmas un korozīvo vielu, ja tāda ir. Piegādātājs ar pieredzi Stelītu sakausējuma detaļas jāspēj konkrēti apspriest kompromisus un nodrošināt materiālu sertifikāciju, cietības datus un ražošanas maršruta dokumentāciju detaļām, kuras apsverat.