Përmbledhje: Një krahasim praktik i Stellite 6 dhe Stellite 21, duke shpjeguar se si përmbajtja e karbonit dhe tungsteni kundër molibdenit nxisin shkëmbimin e fortësisë dhe rezistencës.
Stellite 6 dhe Stellite 21 janë dy lidhjet e konsumit me bazë kobalti që krahasohen më shpesh me njëra-tjetrën. Një parazgjedhje e zakonshme është të specifikoni Stellite 6 sa herë që ka pasiguri. Ky zakon ka një bazë të arsyeshme: Stellite 6 ka një histori të gjatë aplikimi, sjellje të mirë-dokumentuar dhe përvojë të pjekur në përpunim. Por në dy situata, parazgjedhja mund të sjellë rrezik të panevojshëm: kur pjesa shikon ciklim të shpejtë termik ose goditje termike, dhe kur pjesa ka mure të hollë ose ndryshime të menjëhershme të seksionit.
Stellite 21 ekziston kryesisht për të adresuar kufizimin e qëndrueshmërisë së Stellite 6 në ato kushte. Të kuptuarit e kompromisit midis të dyjave është më e dobishme sesa të mësosh përmendësh se cila është "më e mirë".
Dallimet në përbërje nxisin ndarjen e performancës
Hendeku i performancës midis këtyre lidhjeve zbret në dy zgjedhje kompozicionale.
Përmbajtja e karbonit. Stellite 6 mbart një nivel dukshëm më të lartë të karbonit. Sipas SAE AMS 5387, derdhjet Stellite 6 kanë një përbërje nominale prej 60Co-29Cr-4.5W, me karbon zakonisht në intervalin 0.9-1.4% për produktet e derdhura. Më shumë karbon do të thotë më shumë reshje të forta karabit, gjë që rrit drejtpërdrejt ngurtësinë dhe rezistencën ndaj konsumit. Stelliti 21 ka karbon shumë më të ulët, me një përbërje nominale afërsisht C ~ 0,25%, Cr 25-30%, Mo 4,5-6,5%, Ni 1,5-3,5%, ekuilibër Co. Karboni më i ulët do të thotë një fraksion vëllimi më i ulët i karbitit dhe një mikrostrukturë e dominuar nga matrica e solucionit të ngurtë të kobaltit.
Tungsten kundrejt molibdenit. Stellite 6 përdor tungstenin (W) si forcuesin kryesor të tretësirës së ngurtë; Stelliti 21 zëvendëson shumicën e atij tungsteni me molibden (Mo). Molibdeni ka afërsisht gjysmën e peshës atomike të tungstenit, kështu që në të njëjtën përqindje peshe ai kontribuon rreth dy herë më shumë atome. Molibden gjithashtu ka një afinitet më të fortë për karbonin dhe tenton të nxisë formimin e karabit. Në Stellite 21, megjithatë, niveli i ulët i karbonit e kufizon atë efekt dhe rezultati neto është një përmbajtje totale e karabit shumë më e ulët se Stellite 6.
Së bashku, këto dy dallime prodhojnë dy profile të dallueshme të performancës.
Stellite 6: dendësia e karabit në këmbim të rezistencës ndaj konsumit
Mikrostruktura e Stellite 6 përbëhet nga një matricë e tretësirës së ngurtë me bazë kobalti me një shpërndarje relativisht të dendur të grimcave të forta karabit. Kjo strukturë funksionon mirë nën veshin gërryes.
Aty ku përshtatet. Fytyrat e mbylljes së valvulave, mëngët e pompës, komponentët e trajtimit të llumit dhe pjesët e konsumit të përgjithshëm nën ndikim të moderuar janë aplikime tipike Stellite 6. Fortësia e tij zakonisht bie në diapazonin Rockwell C 37–45, në varësi të gjendjes së derdhjes dhe trajtimit pasues të nxehtësisë, gjë që është e mjaftueshme për shumicën e problemeve të konsumimit të gërryes. Në mjediset oksiduese me temperaturë të lartë, Stellite 6 gjithashtu formon një shtresë oksidi mbrojtëse të bazuar kryesisht në Cr2O3 dhe CoCr2O4, me një shkallë oksidimi më të ulët se Stellite 21.
Aty ku shfaqen kufijtë. Dendësia e karabit ka një efekt anësor: nën ciklin e shpejtë termik ose goditjen termike të lokalizuar, diferenca e zgjerimit termik midis karbiteve dhe matricës mund të bëhet një vend i fillimit të çarjes. Për pjesët me seksion të hollë, përmbajtja më e lartë e karbonit dhe karbitit mund të rrisë gjithashtu rrezikun e plasaritjes gjatë derdhjes dhe përpunimit. Kjo nuk do të thotë se Stellite 6 nuk mund të përdoret në këto situata, por kur lodhja termike është mënyra dominuese e dështimit, një alternativë duhet të vlerësohet seriozisht.
Stellite 21: përmbajtje më e ulët karabit në këmbim të qëndrueshmërisë dhe rezistencës ndaj lodhjes termike
Stellite 21 ndjek një logjikë të ndryshme të projektimit. Përmbajtja e tij e ulët e karbonit dhe shtimi i molibdenit reduktojnë ndjeshëm fraksionin e vëllimit të karabit, duke e lënë matricën e tretësirës së ngurtë të kobaltit si fazën që mbart performancën mekanike.
Pasoja e drejtpërdrejtë: Fortësia në temperaturën e dhomës dhe rezistenca e pastër ndaj konsumit gërryes janë më të ulëta se Stellite 6, por qëndrueshmëria, rezistenca ndaj goditjes termike dhe rezistenca ndaj lodhjes termike janë më të mira. Fortësia si e derdhur zakonisht raportohet në HRC 30-at e ulëta deri në mes, nën atë të Stellite 6 (vlerat e sakta varen nga forma e produktit dhe gjendja e provës - verifikoni kundrejt të dhënave të furnizuesit përpara se të specifikoni). Avantazhi i tij nuk është konsumimi i tepërt i lëndëve gërryese, por ruajtja e integritetit strukturor nën ciklin termik.
Aty ku përshtatet. Stellite 21 është përdorur në tehët e turbinave me gaz, valvulat e punës së nxehtë, lidhësit me temperaturë të lartë dhe mbivendosjet e saldimit që duhet të zbutin mospërputhjen e zgjerimit termik. Aty ku Stellite 6 shërben si shtresë e sipërme dhe nevojitet një shtresë e ndërmjetme, Stellite 21 është përdorur historikisht si një tampon për të zbutur diferencën e zgjerimit termik midis nënshtresës së çelikut dhe shtresës së sipërme Stellite 6. Një studim mbi nënshtresat e çelikut F91 me shtresa tampon Stellite 21, të vjetra në 550–650°C për deri në 8,760 orë, gjeti humbje të konsiderueshme të rezistencës ndaj ndikimit në ndërfaqen F91/S21, kjo është arsyeja pse shtresat e tamponit me bazë nikelit preferohen gjithnjë e më shumë në atë aplikim specifik. Kjo ilustron mirë pozicionin e aliazhit: vlera e tij qëndron në qëndrueshmërinë në kushte specifike, jo në zëvendësimin e Stellite 6 kudo.
Një kufizim lehtësisht i anashkaluar. Stellite 21 ka rezistencë relativisht të kufizuar ndaj erozionit të grimcave të forta. Për shkak se densiteti i karabit është i ulët, matrica ofron më pak mbrojtje kur grimcat e mprehta godasin me shpejtësi. Nën erozionin me kënd të ulët dhe konsum të fortë gërryes, Stellite 21 zakonisht nuk është zgjidhja më e mirë.
Një rrugë praktike përzgjedhjeje
Rruga e mëposhtme bazohet në karakteristikat e performancës së dy lidhjeve. Ai mund të shërbejë si një udhëzues fillestar i shqyrtimit, por nuk duhet të zëvendësojë një vlerësim inxhinierik të aplikacionit specifik.
Anoni drejt Stellite 6 kur:
- Modaliteti mbizotërues i dështimit është konsumimi i gërryes ose ngjitës, dhe çiklizmi termik nuk është një ngarkesë e madhe.
- Pjesa ka një seksion të trashë dhe ndjeshmëria ndaj plasaritjes gjatë derdhjes dhe përpunimit është e menaxhueshme.
- Temperatura e shërbimit është e lartë në një atmosferë oksiduese dhe një shtresë mbrojtëse oksidi është pjesë e dizajnit.
- Aplikacioni ka një histori të vendosur Stellite 6 me të dhëna të dështimit për referencë.
Anoni drejt Stellite 21 kur:
- Pjesa i nënshtrohet ngrohjes dhe ftohjes së shpejtë të përsëritur dhe plasaritja nga lodhja termike është një rrezik i njohur.
- Pjesa ka mure të hollë ose ndryshime të menjëhershme të seksionit, dhe qëndrueshmëria ka më shumë rëndësi sesa fortësia e papërpunuar.
- Nevojitet një shtresë tranzicioni ndërmjet një nënshtrese çeliku dhe një mospërputhjeje të zgjerimit termik me ballafaqim të fortë (por duhet vlerësuar qëndrueshmëria afatgjatë në temperaturë të lartë).
- Mekanizmi i konsumimit është kryesisht veshja me rrëshqitje metal-metal ose kavitacioni në vend të erozionit të grimcave të forta.
Kur asnjëra nuk është e përshtatshme: Nëse aplikimi kërkon rezistencë të lartë ndaj konsumit gërryes dhe rezistencë të shkëlqyer ndaj lodhjes termike, Stellite 12 (karbon më i lartë, rezistencë më e lartë ndaj konsumit) ose familja Tribaloy e lidhjeve të forcuara me ndërmetalike mund të jetë e vlefshme për t'u marrë në konsideratë, ose menaxhimi termik i pjesës mund të duhet të trajtohet në nivelin e projektimit. Këto drejtime shkojnë përtej këtij krahasimi, por i përkasin një rishikimi të përzgjedhjes së materialit në fazën e hershme.
Çfarë duhet përfshirë në një KPK
Cilado aliazh të zgjidhet, një furnizues i derdhjes dhe përpunimit zakonisht ka nevojë për sa vijon përpara se të mund të japë një kuotë kuptimplotë:
- Vizatimet e pjesëve me dimensionet kryesore dhe kërkesat e tolerancës.
- Kushtet e shërbimit: diapazoni i temperaturës, mesatarja dhe lloji i ngarkesës (konsumimi, ndikimi, cikli termik).
- Jeta e pritshme ose mënyra e njohur e dështimit, me një pjesë historike nëse ka.
- Standardi i materialit, për shembull nëse AMS 5387 ose një specifikim tjetër i zbatueshëm duhet të përmbushet.
- Sasia, meqenëse copat e vetme, tufat e vogla dhe vëllimet e prodhimit çojnë në zgjedhje të ndryshme të procesit.
Për derdhjet e aliazheve me bazë kobalt, vlen gjithashtu të konfirmohet nëse furnizuesi ka aftësi të brendshme nga derdhja deri në përpunimin e përfundimit, sepse këto lidhje ngurtësohen dukshëm dhe ndarja midis proceseve ndikon si në kosto ashtu edhe në kohën e prodhimit.
