स्टेलाइट 6 वि स्टेलाइट 21: आपल्या अनुप्रयोगासाठी कठोरता, कणखरपणा आणि योग्य कोबाल्ट मिश्र धातु 

सारांश: स्टेलाइट 6 आणि स्टेलाइट 21 ची व्यावहारिक तुलना, कार्बन सामग्री आणि टंगस्टन-विरुद्ध-मोलिब्डेनम कसे कडकपणा आणि कडकपणा व्यापार बंद करतात हे स्पष्ट करते.

स्टेलाइट 6 आणि स्टेलाइट 21 हे दोन कोबाल्ट-आधारित वेअर मिश्र धातु आहेत ज्यांची तुलना बहुतेक वेळा एकमेकांशी केली जाते. जेव्हा जेव्हा अनिश्चितता असते तेव्हा स्टेलाइट 6 निर्दिष्ट करणे सामान्य डीफॉल्ट आहे. त्या सवयीला वाजवी आधार आहे: स्टेलाइट 6 ला दीर्घ अनुप्रयोग इतिहास, चांगले-दस्तऐवजीकरण केलेले वर्तन आणि परिपक्व प्रक्रिया अनुभव आहे. परंतु दोन परिस्थितींमध्ये डीफॉल्ट अनावश्यक जोखीम आणू शकते: जेव्हा भाग जलद थर्मल सायकलिंग किंवा थर्मल शॉक पाहतो आणि जेव्हा भाग पातळ भिंती असतो किंवा अचानक विभाग बदलतो.

त्या परिस्थितीत स्टेलाइट 6 ची कठोरता मर्यादा संबोधित करण्यासाठी स्टेलाइट 21 मोठ्या प्रमाणात अस्तित्वात आहे. कोणता "चांगला" आहे हे लक्षात ठेवण्यापेक्षा दोघांमधील व्यवहार समजून घेणे अधिक उपयुक्त आहे.

रचनातील फरक कामगिरीचे विभाजन करतात

या मिश्रधातूंमधील कार्यक्षमतेतील अंतर दोन रचनात्मक निवडींपर्यंत खाली येते.

कार्बन सामग्री. स्टेलाइट 6 ची कार्बन पातळी लक्षणीयरीत्या उच्च आहे. SAE AMS 5387 अंतर्गत, स्टेलाइट 6 कास्टिंग्समध्ये 60Co-29Cr-4.5W ची नाममात्र रचना असते, ज्यात कार्बन विशेषत: कास्ट उत्पादनांसाठी 0.9-1.4% श्रेणीत असतो. अधिक कार्बन म्हणजे अधिक कठोर कार्बाइड पर्जन्य, जे थेट कडकपणा वाढवते आणि प्रतिरोधकपणा वाढवते. स्टेलाइट 21 मध्ये कार्बन खूपच कमी आहे, ज्याची नाममात्र रचना साधारणतः C ~ 0.25%, Cr 25–30%, Mo 4.5–6.5%, Ni 1.5–3.5%, शिल्लक कं. लोअर कार्बन म्हणजे कमी कार्बाइड व्हॉल्यूम अपूर्णांक आणि कोबाल्ट सोल्यूशन सॉलिड-ने वर्चस्व असलेली मायक्रोस्ट्रक्चर.

टंगस्टन विरुद्ध मोलिब्डेनम. स्टेलाइट 6 टंगस्टन (डब्ल्यू) त्याचा मुख्य सॉलिड-सोल्यूशन मजबूत करणारा म्हणून वापरते; स्टेलाइट 21 त्या बहुतेक टंगस्टनला मोलिब्डेनम (Mo) ने बदलते. मॉलिब्डेनममध्ये टंगस्टनच्या अणू वजनाच्या अंदाजे अर्धे असते, म्हणून त्याच वजनाच्या टक्केवारीत ते अणूंच्या दुप्पट योगदान देते. मॉलिब्डेनममध्ये कार्बनसाठी अधिक मजबूत आत्मीयता आहे आणि कार्बाइड निर्मितीला प्रोत्साहन देते. स्टेलाइट 21 मध्ये, तथापि, कमी कार्बन पातळीमुळे तो परिणाम मर्यादित होतो, आणि निव्वळ परिणाम म्हणजे स्टेलाइट 6 पेक्षा कमी एकूण कार्बाइड सामग्री.

एकत्रितपणे, हे दोन फरक दोन भिन्न कार्यप्रदर्शन प्रोफाइल तयार करतात.

स्टेलाइट 6: पोशाख प्रतिकाराच्या बदल्यात कार्बाइडची घनता

स्टेलाइट 6 च्या मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये कोबाल्ट-आधारित सॉलिड-सोल्यूशन मॅट्रिक्सचा समावेश आहे ज्यामध्ये कठोर कार्बाइड कणांचे तुलनेने दाट वितरण आहे. ही रचना अपघर्षक पोशाख अंतर्गत चांगले कार्य करते.

कुठे बसते. व्हॉल्व्ह सीलिंग फेस, पंप स्लीव्हज, स्लरी हाताळणी घटक आणि मध्यम प्रभावाखाली सामान्य पोशाख भाग हे वैशिष्ट्यपूर्ण स्टेलाइट 6 अनुप्रयोग आहेत. त्याची कठोरता सामान्यतः रॉकवेल C 37-45 श्रेणीमध्ये येते, कास्टिंग स्थिती आणि त्यानंतरच्या उष्णता उपचारांवर अवलंबून असते, जे बहुतेक अपघर्षक पोशाख समस्यांसाठी पुरेसे असते. ऑक्सिडायझिंग उच्च-तापमान वातावरणात, स्टेलाइट 6 मुख्यतः Cr₂O₃ आणि CoCr₂O₄ वर आधारित संरक्षणात्मक ऑक्साईड स्तर देखील बनवते, ज्याचा ऑक्सीकरण दर स्टेलाइट 21 पेक्षा कमी असतो.

जेथे मर्यादा दाखवतात. कार्बाइडच्या घनतेचा दुष्परिणाम होतो: जलद थर्मल सायकलिंग किंवा स्थानिकीकृत थर्मल शॉक अंतर्गत, कार्बाइड आणि मॅट्रिक्समधील थर्मल विस्तार फरक क्रॅक इनिशिएशन साइट बनू शकतो. पातळ-सेक्शन भागांसाठी, उच्च कार्बन आणि कार्बाइड सामग्री देखील कास्टिंग आणि मशीनिंग दरम्यान क्रॅक होण्याचा धोका वाढवू शकते. याचा अर्थ असा नाही की या परिस्थितीत स्टेलाइट 6 वापरला जाऊ शकत नाही, परंतु जेव्हा थर्मल थकवा हा प्रमुख अपयश मोड असतो, तेव्हा पर्यायाचे गांभीर्याने मूल्यांकन केले पाहिजे.

स्टेलाइट 21: कडकपणा आणि थर्मल थकवा प्रतिकाराच्या बदल्यात कार्बाइड सामग्री कमी करा

स्टेलाइट 21 वेगळ्या डिझाइन लॉजिकचे अनुसरण करते. त्याची कमी कार्बन सामग्री आणि मॉलिब्डेनम जोडणे कार्बाइडचे प्रमाण कमी करते, कोबाल्ट सॉलिड-सोल्यूशन मॅट्रिक्सला यांत्रिक कार्यक्षमतेचा टप्पा म्हणून सोडते.

थेट परिणाम: खोली-तापमान कडकपणा आणि शुद्ध अपघर्षक पोशाख प्रतिरोध स्टेलाइट 6 पेक्षा कमी आहे, परंतु कडकपणा, थर्मल शॉक प्रतिरोध आणि थर्मल थकवा प्रतिरोध अधिक चांगला आहे. स्टेलाइट 6 च्या खाली (अचूक मूल्ये उत्पादनाच्या स्वरूपावर आणि चाचणी स्थितीवर अवलंबून असतात — निर्दिष्ट करण्यापूर्वी पुरवठादार डेटाची पडताळणी करा) कमी-ते-मध्यम HRC 30 मध्ये सामान्यत: कास्ट कडकपणा नोंदविला जातो. त्याचा फायदा आउट-वेअर ॲब्रेसिव्ह नसून थर्मल सायकलिंग अंतर्गत संरचनात्मक अखंडता राखणे आहे.

कुठे बसते. गॅस टर्बाइन ब्लेड्स, हॉट-वर्किंग व्हॉल्व्ह, उच्च-तापमान फास्टनर्स आणि वेल्ड आच्छादनांमध्ये स्टेलाइट 21 वापरला गेला आहे ज्यांना थर्मल विस्तार जुळत नाही. जेथे स्टेलाइट 6 वरचा थर म्हणून काम करतो आणि एक इंटरमीडिएट लेयर आवश्यक आहे, तेथे स्टेलाइट 21 ऐतिहासिकदृष्ट्या स्टील सब्सट्रेट आणि स्टेलाइट 6 टॉप लेयरमधील थर्मल विस्तार फरक कमी करण्यासाठी बफर म्हणून वापरला गेला आहे. 8,760 तासांपर्यंत 550-650°C तापमान असलेल्या स्टेलाइट 21 बफर लेयर्ससह F91 स्टील सब्सट्रेट्सवरील अभ्यासात, F91/S21 इंटरफेसवर लक्षणीय परिणाम कडकपणा कमी झाल्याचे आढळले, म्हणूनच त्या विशिष्ट ऍप्लिकेशनमध्ये निकेल-आधारित बफर स्तरांना अधिक प्राधान्य दिले जाते. हे मिश्रधातूची स्थिती चांगल्या प्रकारे स्पष्ट करते: त्याचे मूल्य सर्वत्र स्टेलाइट 6 बदलण्यामध्ये नाही तर विशिष्ट परिस्थितीत कठोरतेमध्ये आहे.

सहज दुर्लक्षित केलेली मर्यादा. स्टेलाइट 21 मध्ये हार्ड-पार्टिकल इरोशनला तुलनेने मर्यादित प्रतिकार आहे. कार्बाइडची घनता कमी असल्यामुळे, जेव्हा तीक्ष्ण कण वेगाने वार करतात तेव्हा मॅट्रिक्स कमी संरक्षण देते. लो-एंगल इरोशन आणि कठोर अपघर्षक पोशाख अंतर्गत, स्टेलाइट 21 हा सहसा सर्वोत्तम पर्याय नसतो.

एक व्यावहारिक निवड मार्ग

खालील मार्ग दोन मिश्रधातूंच्या कार्यप्रदर्शन वैशिष्ट्यांवर आधारित आहे. हे प्रारंभिक स्क्रीनिंग मार्गदर्शक म्हणून काम करू शकते परंतु विशिष्ट अनुप्रयोगाच्या अभियांत्रिकी मूल्यांकनाची जागा घेऊ नये.

स्टेलाइट 6 कडे झुकणे जेव्हा:

• प्रबळ अपयश मोड अपघर्षक किंवा चिकट पोशाख आहे, आणि थर्मल सायकलिंग एक प्रमुख भार नाही.
• भागामध्ये जाड विभाग आहे, आणि कास्टिंग आणि मशीनिंग दरम्यान क्रॅकिंग संवेदनशीलता आटोपशीर आहे.
• ऑक्सिडायझिंग वातावरणात सेवेचे तापमान जास्त असते आणि संरक्षक ऑक्साईड थर हा डिझाइनचा भाग असतो.
• ॲप्लिकेशनमध्ये अयशस्वी डेटा संदर्भासह स्थापित स्टेलाइट 6 इतिहास आहे.

स्टेलाइट 21 कडे झुका जेव्हा:

• हा भाग वारंवार जलद गरम आणि कूलिंगमधून जातो आणि थर्मल थकवा क्रॅकिंग हा एक ज्ञात धोका आहे.
• भागामध्ये पातळ भिंती आहेत किंवा विभागात अचानक बदल आहेत आणि कच्च्या कडकपणापेक्षा कणखरपणा अधिक महत्त्वाचा आहे.
• स्टील सब्सट्रेट आणि बफर थर्मल एक्सपेन्शन मॅच टू हार्ड फेसिंग दरम्यान एक संक्रमण स्तर आवश्यक आहे (परंतु दीर्घकालीन उच्च-तापमान स्थिरतेचे मूल्यांकन करणे आवश्यक आहे).
• वेअर मेकॅनिझम म्हणजे मुख्यतः मेटल-टू-मेटल स्लाइडिंग वेअर किंवा पोकळ्या निर्माण होणे ऐवजी हार्ड-पार्टिकल इरोशन.

जेव्हा दोन्हीपैकी एक स्वच्छ फिट नसेल: ॲप्लिकेशनला उच्च अपघर्षक पोशाख प्रतिरोध आणि उत्कृष्ट थर्मल थकवा प्रतिरोध दोन्हीची मागणी असल्यास, स्टेलाइट 12 (उच्च कार्बन, उच्च पोशाख प्रतिरोध) किंवा इंटरमेटॅलिक-मजबूत मिश्र धातुंचे ट्रायबलॉय फॅमिली विचारात घेण्यासारखे असू शकते किंवा भागाच्या थर्मल व्यवस्थापनाकडे डिझाइन स्तरावर लक्ष देणे आवश्यक असू शकते. हे दिशानिर्देश या तुलनेच्या पलीकडे जातात परंतु प्रारंभिक टप्प्यातील साहित्य निवड पुनरावलोकनाशी संबंधित आहेत.

RFQ मध्ये काय समाविष्ट करावे

कोणते मिश्रधातू निवडले असेल, कास्टिंग आणि मशीनिंग पुरवठादाराला अर्थपूर्ण कोट देण्यापूर्वी सामान्यतः पुढील गोष्टींची आवश्यकता असते:

• भाग रेखाचित्रे मुख्य परिमाणे आणि सहिष्णुता आवश्यकतांसह.
• सेवा अटी: तापमान श्रेणी, मध्यम आणि लोड प्रकार (पोशाख, प्रभाव, थर्मल सायकलिंग).
• अपेक्षित जीवन किंवा ज्ञात अपयश मोड, उपलब्ध असल्यास ऐतिहासिक भागासह.
• साहित्य मानक, उदाहरणार्थ AMS 5387 किंवा अन्य लागू तपशील पूर्ण करणे आवश्यक आहे.
• प्रमाण, कारण एकल तुकडे, लहान बॅचेस आणि उत्पादन व्हॉल्यूम विविध प्रक्रिया निवडीकडे नेत आहेत.

कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुच्या कास्टिंगसाठी, पुरवठादाराकडे फिनिश मशीनिंगद्वारे कास्टिंग करण्याची इन-हाऊस क्षमता आहे की नाही हे देखील पुष्टी करण्यासारखे आहे, कारण हे मिश्र धातु लक्षणीयरीत्या काम करतात आणि प्रक्रियांमधील हँडऑफ खर्च आणि लीड टाइम दोन्हीवर परिणाम करतात.