Liga de estelite é um termo geral para uma série de ligas de cobalto-cromo que são resistentes a altas temperaturas, desgaste e corrosão. "Stellite" era originalmente uma patente do Grupo Deloro. Em 2012, o Deloro Stellite Group foi adquirido pela Kennametal e tornou-se uma marca registrada da Kennametal, usada para se referir a ligas específicas à base de cobalto.
A composição química da liga Stellite:
A liga Stellite pertence à família das ligas à base de cobalto e contém principalmente os seguintes elementos principais:
Cobalto (Co): Um elemento da matriz, responsável por aproximadamente 50-65% do peso total, proporcionando excelente resistência a altas temperaturas e resistência à fadiga térmica.
Cromo (Cr): Seu conteúdo está normalmente entre 25% e 33% e é a chave para formar uma densa camada protetora de óxido de cromo (Cr₂O₃), dotando a liga de excelente resistência à oxidação e corrosão em alta temperatura.
Tungstênio (W) e molibdênio (Mo): Os principais elementos de reforço em solução sólida. Algum tungstênio ou molibdênio se combinará com o carbono para formar carbonetos duros, aumentando significativamente a dureza vermelha e a resistência ao desgaste da liga.
Carbono (C): O conteúdo oscila entre 0,1% e 3,0%. O carbono é o elemento central na formação de carbonetos (como MC, M₂₃C₆, M₇C₃), que são incorporados na matriz de cobalto como barras de aço, formando o "esqueleto" da liga para resistir ao desgaste.
O fortalecimento da liga Stellite vem principalmente da matriz de austenita reforçada por solução sólida e dos carbonetos distribuídos na matriz. Este mecanismo de fortalecimento exclusivo permite que a liga Stellite experimente um declínio muito lento de resistência à medida que a temperatura aumenta, dotando-a de uma estabilidade térmica extremamente alta.
Os principais graus e características da liga Stellite:
Série resistente ao desgaste
Stellite 1: Uma classe com alto teor de carbono e alto tungstênio com dureza de até HRC 48-55. Possui excelente desempenho antiabrasivo e é adequado para sedes de válvulas, rolamentos e camisas resistentes ao desgaste, etc.
Stellite 4: Alta resistência, alta dureza. É adequado para matrizes de estampagem a frio, peças de desgaste de alta tensão, etc.
Stellite 6: A classe mais versátil e clássica, é conhecida como o “Jack de todos os tipos”. Possui um equilíbrio perfeito entre dureza (cerca de HRC 40) e tenacidade, e também apresenta excelente resistência ao impacto, resistência à corrosão e resistência a altas temperaturas. É amplamente utilizado em superfícies de vedação de válvulas, válvulas de motor e diversas buchas, etc.
Stellite 12: Seu desempenho está entre o Stellite 1 e o Stellite 6, com uma dureza de aproximadamente HRC 45. É mais duro e resistente ao desgaste que o Stellite 6 e é adequado para válvulas de alta temperatura e alta pressão, dentes de serra, hastes de parafuso e válvulas de controle.
Stellite 20: Uma classe com dureza extremamente alta (aproximadamente HRC 60), projetada principalmente para condições de desgaste abrasivo extremo e é frequentemente usada em buchas de rolamentos, placas resistentes ao desgaste e anéis de vedação rotativos.
Stellite 100: Resistente ao impacto e à cavitação, projetado principalmente para condições extremas de desgaste abrasivo, é frequentemente usado em impulsores de bombas, pás de turbinas e equipamentos químicos.
Série resistente a altas temperaturas/corrosão
Stellite 21: Uma classe com baixo teor de carbono e contendo molibdênio, com excelente tenacidade e excelente resistência ao choque térmico. Pás de turbinas a gás, válvulas de alta temperatura, componentes da indústria nuclear.
Stellite 31 (X-40): Contendo níquel, apresenta excelente resistência a altas temperaturas e resistência à fadiga térmica, e tem sido usado há muito tempo como material para palhetas guia em motores aeronáuticos e componentes de turbinas a gás.
Stellite 25: Baixo teor de carbono, com excelente resistência à fadiga térmica, oxidação e sulfetação, adequado para componentes de câmaras de combustão.
Série de Desempenho Especial
Tribaloy T-400: Alto teor de molibdênio, excelente propriedade autolubrificante em alta temperatura, alcançando autolubrificação em alta temperatura através da fase Laves, particularmente adequado para válvulas gaveta e componentes de lubrificação isentos de óleo em meios altamente corrosivos e de alta temperatura.
Tribaloy T-800: Alto molibdênio e alto cromo, com melhor resistência ao desgaste que o T-400, adequado para ambientes mais exigentes, altamente corrosivos e de alta temperatura.
Vantagens e desvantagens da liga Stellite
Vantagens
Excelente dureza vermelha: A característica mais proeminente da liga Stellite é que ela pode manter alta dureza e resistência mesmo em altas temperaturas variando de 650 a 1000 ℃. Seus carbonetos não se dissolvem novamente até 1100 ℃, o que é difícil de alcançar para muitos materiais à base de ferro e níquel.
Resistência abrangente à corrosão: O alto teor de cromo permite formar um filme de passivação estável em vários meios corrosivos, incluindo água do mar, ácido sulfúrico, ácido nítrico e gás de alta temperatura, demonstrando excelente resistência à corrosão uniforme e local. Especialmente em termos de resistência à corrosão térmica (como a sulfetação), as ligas Stellite são frequentemente superiores às ligas à base de níquel devido ao maior ponto de fusão dos sulfetos de cobalto.
Excelente resistência ao desgaste: Seja desgaste por fricção intermetálica (desgaste adesivo) ou desgaste por erosão causado por fluidos contendo partículas, a liga Stellite tem um desempenho excepcionalmente bom. Possui baixo coeficiente de atrito e forte capacidade anti-riscos.
Excelente resistência à fadiga térmica: Pode suportar mudanças drásticas de temperatura (choque térmico) sem rachar, tornando-o altamente adequado para condições frequentes de partida-parada de válvulas, moldes, etc.
Desvantagem
Resistência insuficiente a média temperatura: Em temperaturas médias (como 600-800°C), a resistência das ligas Stellite é normalmente apenas 50-75% daquela das ligas à base de níquel devido à falta de fases de reforço coerentes.
Alta dificuldade de processamento: Devido à sua alta dureza e alta tenacidade, o processamento de corte da liga Stellite é extremamente difícil. Normalmente, apenas métodos de retificação ou processamento especial podem ser adotados, resultando em altos custos de fabricação das peças.
Escassez de recursos: O cobalto é um recurso estratégico importante. Suas reservas globais são limitadas e distribuídas de forma desigual, o que leva ao alto preço da liga Stellite. Até certo ponto, isto restringe a sua aplicação em larga escala.
Resistência limitada à oxidação: Apesar de sua excelente resistência à corrosão térmica, a resistência à oxidação das ligas Stellite em ambientes de oxidação pura em alta temperatura é geralmente menor do que a das ligas à base de níquel.
