Stellite ( eng. Stellite , lat. stella - star) - ryhmä valettuja koboltteihin ja kromiin perustuvia kovia metalliseoksia , joihin on lisätty volframia ja/tai molybdeeniä koneenosien, työstökoneiden ja työkalujen ruiskutukseen , pintakäsittelyyn ja juottamiseen. lisäämään kulutuskestävyyttä. Historiallisesti edelsi tunnetut sintratut kovametallit ("win" jne.). Päinvastoin kuin ne, stelliitti on vähemmän hauras , kestää paremmin mekaanisia ja lämpöiskuja, mahdollistaa pintakäsittelyn, ei vaadi timanttityökalua teroittamiseen. Elwood Haynesin keksi vuonna 1907. Stellite®-tavaramerkin omistaa tällä hetkellä Kennametal Stellite Group. Kotimaisessa kirjallisuudessa ja käytännössä nimeä käytetään perinteisesti yleisenä substantiivina.
Stelliitin pääominaisuudet, jotka määrittävät niiden käyttöalueen, ovat iskunkestävyys, lämmönkestävyys noin 800 ° C ja korkea korroosionkestävyys . Stelliitit soveltuvat valuun, pintakäsittelyyn ja ruiskutukseen, myös kunnostetaan työkalua käyttäjän yrityksen olosuhteisiin. Stelliitin lämpölaajenemiskerroin on lähellä seostettujen työkaluterästen lämpölaajenemiskerrointa. Stellite ei yleensä vaadi lämpökäsittelyä ja on herkkä karkaisulle . Hitsattujen hampaiden muotoiluun ja teroittamiseen käytetään tavanomaisia hiomalaikkoja (CBN, karborundi, korundi).
Stelliitin käyttöä rajoittavat lejeeringin korkeat kustannukset, jalostuksen ja sulatuksen monimutkaisuus verrattuna seostettuun teräkseen sekä lisääntyneet vaatimukset lähtöaineiden puhtaudelle. Tietyissä olosuhteissa (perusmateriaali, käyttölämpötilaolosuhteet) stelliittipinnoitteet ovat alttiita halkeilemaan, ja kriittisissä sovelluksissa tarvitaan erityistä mikrohalkeamien hallintaa.
Stelliteä käytetään laajalti sahanterien ja -levyjen, veitsien ja puuntyöstökoneiden jyrsinten hampaiden pinnoittamiseen . Stelliitin iskunkestävyyden, vahvemman sidoksen pohjaan kuin messingillä juotettaessa sekä terän ja pinnoitteen tiiviin TC :n ansiosta tällaisen työkalun kestävyys työskenneltäessä epäsäännöllisen muotoisilla työkappaleilla, joissa on epähomogeenisuutta ja vieraita sulkeumia, on korkeampi kuin. juotettu kovemmilla sintratuilla seoksilla [1] .
Samojen ominaisuuksien ansiosta stelliitit ovat löytäneet käyttöä maansiirtokoneiden , murskaimien ja muiden rakennus-, kaivos- ja työstölaitteiden työkappaleiden karkaisuun ja entisöintiin.
Automaattisten ampuma -aseiden rakenteessa stelliittiä käytetään tynnyreiden (vuorausten) ja mekanismin osien upottamiseksi, jotka altistuvat kitkalle ja eroosiolle ampumisen aikana. Erityisesti amerikkalaisiin Browning M2- ja M60 -konekivääreihin on saatavana piipun vaihtoehdot, joissa on stelliittisisäkkeet takaosan puolelta . Vuoratut tynnyrit voivat pitää sisäpinnan toimivana, ja niitä kuumennetaan polton aikana, kunnes ulkokerroksille ilmestyy pieniä kuoriutuvia hiukkasia ilman, että ominaisuudet heikkenevät seuraavien lämmitys- ja jäähdytysjaksojen aikana. M60:n testeissä ammuttiin 50 metriä nauhaa yhdellä purskeella, piippu oli kuuma, mutta jäähtymisen jälkeen se pysyi käytännössä ehjänä [2] .
Kovuuden, lämmönkestävyyden ja korroosionkestävyyden yhdistelmän ansiosta stelliittiä käytetään lämpökoneiden rasituimpien osien valmistukseen ja vahvistamiseen. Nämä ovat mäntäpolttomoottoreiden venttiilejä ja venttiilin istukkaa , höyry- ja kaasuturbiinien työsiipien etureunoja ja asennuspintoja [3] [4] , jotka säätelevät höyry- ja kaasupolkujen yksityiskohtia. Tällä tavalla karkaistujen elementtien käyttöiän määräävät usein perusmateriaalin väsymisominaisuudet, ei pinnoitteen kuluminen.
Stelliteä käytetään myös haponkestävien kemiallisten laitteiden osien pinnoittamiseen, ruuvisyötinten ja -annostelijoiden pinnoittamiseen, pallo- ja ohjausventtiilien valmistukseen sekä muissa yksiköissä, joissa vaaditaan kulutuskestävyyttä, eroosiota, kemiallista vaikutusta, kavitaatiota yhdessä iskunkestävyyden kanssa. helppokäyttöisyys ja käsittely. Stelliitin ja muiden kobolttia sisältävien metalliseosten käytöstä ydinvoimalaitoksen laitteissa on tunnettuja ongelmia , joissa prosessinesteiden aiheuttama pienten kobolttimäärien huuhtoutuminen ja niiden myöhempi neutronisäteilytys reaktorissa johti koboltti-60 :n muodostumiseen. ja henkilöstön kovan gammasäteilyn lisääntyminen.
Biologisen inertiteettinsä vuoksi stelliittejä käytetään lääketieteellisten implanttien valmistukseen sekä hammasproteesissa. Erityisesti ensimmäinen kaupallisesti saatavilla oleva tekosydänläppä valmistettiin käyttämällä stelliittiä (Starr-Edwards, 1960).
Stelliitin levittämiseksi perusmetalliin käytettiin aluksi pinnoitusta asetyleeni-happiliekillä , sitten upokaaripinnoitusta ja suojakaasuissa plasma- ja laserpinnoitusta, lämpö- ja plasmaruiskutusta. Uudet tekniikat mahdollistavat tietyn paksuisen tasaisen pinnoitteen aikaansaamisen suurelle alueelle, jotta vältetään osan ei-toivottu ylikuumeneminen ja joissain tapauksissa voidaan tehdä ilman kerrostetun pinnan viimeistelyä. Valmiiden stelliittielementtien juottaminen voi olla perusteltua, jos halutaan käyttää olemassa olevia laitteita ja tekniikkaa sintrattujen kovien metalliseosten juottamiseen tai jos osan sallitulle kuumennukselle, sauman ominaisuuksille jne.
Klassisen stelliitin perustana ovat koboltti (~50-60%) ja kromi (~30%), joihin on lisätty noin 10% volframia ja pieniä määriä muita alkuaineita (katso taulukko), mukaan lukien hiiltä. Valmis materiaali on viskoosi metallimatriisi (koboltti, kromi, volframi), joka sisältää kovaa kromia ja volframikarbideja. Hiilipitoisuuden kasvu lejeeringissä johtaa vapaiden karbidien vapautumiseen, kovuuden ja haurauden lisääntymiseen ja päinvastoin - pienemmän hiilipitoisuuden omaavat seokset ovat vähemmän kovia, mutta kestävämpiä ja sitkeämpiä.
Tunnetaan monia stelliittejä ja stelliittimäisiä seoksia, joiden koostumus on optimoitu toimimaan tietyissä lämpötilaolosuhteissa, aggressiivisissa ympäristöissä ottaen huomioon muodonmuutosvaatimukset, sovellustekniikan ominaisuudet ja yhdistelmän perusmetallin kanssa sekä hyväksyttävät kustannukset. Pr-S27-laatujen (itse asiassa sormiitti), Pr-V3K ja Pr-V3K-R pinnoittamiseen tarkoitettujen kotimaisten stelliittitankojen parametreja säätelee GOST 21449-75; Tämän standardin koostumustoleranssit ovat melko suuria (muutama prosentti pääelementeillä), ja ne on otettu huomioon ei-vastuullisissa sovelluksissa, kuten puuntyöstö- ja maansiirtokoneita [5] . Ennustavempien lejeeringin ominaisuuksien saavuttaminen lähellä eutektiikkaa vaatii tarkkaa kiinnittymistä järkevästi valittuun koostumukseen.
Stelliitin alatyyppejä ovat Taloniitti ( kuumavalssattu ja karkaistu veitsimateriaali) ja Vitallium (proteesit ja implantit). Stelliittiin liittyvä rautapohjainen seos on sormiitti .
Kemiallinen koostumus, paino %
| Brändi | Co (tukikohta) | Cr | W | Fe | C | Si | Mn | Ni | Mo | Sb | S | P |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PR-S27 | — | 25,0…28,0 | 0,2…0,4 | ~64 (perus) | 3.3…4.5 | 1,0…2,0 | 1,0…1,5 | 1,5…2,0 | 0,08…0,12 | — | 0,07 | 0,06 |
| PR-V3K | ~ 59 | 28,0…32,0 | 4,0…5,0 | 2.0 | 1,0…1,3 | 2.0…2.7 | — | 0,5…2,0 | — | — | 0,07 | 0,03 |
| PR-V3K-R | ~ 58 | 28,0…32,0 | 7,0…11,0 | 3.0 | 1,6…2,0 | 1.2…1.5 | 0,3…0,6 | 0,1…2,0 | — | 0,02…0,1 | 0,07 | 0,03 |
| VK2 | 47…53 | 27…33 | 13…17 | 2.0 | 1.8…2.5 | 1…2 | 1,0…1,5 | 2…3 | ||||
| VK3 | 58…62 | 28…32 | 4…5 | 2.0 | 1,0…1,5 | 2.5…2.8 | 2…3 | |||||
| KV5X30 | 58…62 | 28…32 | 4,5-5 | 2…4 | 1,0…1,5 | 1…2 | 1…2 | |||||
| Stellite 1 | ~ 48 | 33.0 | 13.0 | < 2.5 | 2.45 | 1.0 | 1.0 | < 2.5 | ||||
| Stellite 3 | ~ 48 | 30.0 | 13.0 | < 3.0 | 2.45 | 1.0 | 1.0 | < 2.5 | ||||
| Stellite 4 | ~ 48 | 30.0 | 14.0 | < 3.0 | 1.0 | 1.0 | 1.08 | < 2.0 | ||||
| Stellite 6 | ~ 58 | 28.0 | 4.5 | < 3.0 | 1.2 | 1.1 | 1.0 | < 3.0 | ||||
| Stellite 12 | ~ 53 | 29.5 | 8.5 | < 2.5 | 1,4…1,85 | 1.5 | 1.0 | < 3.0 | ||||
| Stellite 21 | ~ 59 | 27.0 | — | < 3.0 | 0,25 | 1.5 | 1.0 | 2.5 | 5.5 | |||
| SP1040 | ~ 48 | 31.5 | 17.0 | < 1.0 | 2.0 | 1.0 | ||||||
| SP1126 | ~ 53 | 24.5 | 13.5 | < 3.0 | 1.8 | < 1.6 | 1.5 | 1.0 | ||||
| Tribaloy T-400 | ~ 57 | 8.5 | — | < 1.5 | < 0,08 | 2.6 | < 1.5 | 29.0 |