Stellitelegering

Stellite is een harde legering die tegen allerlei slijtage en corrosie en oxydatie op hoge temperatuur bestand is. Genoemd geworden op kobalt-gebaseerde legering, stellite werd uitgevonden in 1907 door Amerikaanse Elwood Hayness. De Stellitelegeringen bevatten kobalt als belangrijkst onderdeel en bevatten een aanzienlijke hoeveelheid nikkel, chromium, wolfram en kleine hoeveelheid het legeren elementen zoals molybdeen, niobium, tantalium, titanium en niobium, en nu en dan ijzer. Afhankelijk van de samenstelling van de legering, kunnen zij in lassendraad worden gemaakt. Het poeder kan voor harde oppervlakte worden gebruikt die, thermische, nevellassen, enz., en kan ook voor het gieten van en het smeden van delen en de delen van de poedermetallurgie worden gebruikt opduiken bespuiten.



Stellite

Volgens de classificatie van gebruik, stellite kan de legering in stellite slijtvaste legering worden verdeeld, stellite legering op hoge temperatuur en stellite slijtvaste en waterige corrosielegering. Onder normale arbeidsvoorwaarden, in feite, is het zowel slijtvaste, op hoge temperatuur bestand, slijtvast als corrosiebestendig. Sommige arbeidsvoorwaarden kunnen weerstand op hoge temperatuur, slijtageweerstand en corrosieweerstand ook vereisen, en ingewikkelder het is. In de omstandigheid, kunnen de meer voordelen van de stellitelegering worden weerspiegeld.

De typische rangen voor Stellite zijn: Stellite 1, Stellite 4, Stellite 6, Stellite 12, Stellite 20, Stellite 31, Stellite 100, en dergelijke. In China, is het onderzoek naar stellitesuperalloy hoofdzakelijk diep en grondig. In tegenstelling tot andere superalloys, stellite wordt superalloy niet versterkt door een bevolen precipitaatfase die stevig op de matrijs wordt geplakt, maar uit een austenitic fcc matrijs bestaat die stevige versterkte oplossing is geweest en een kleine die hoeveelheid carbide in de matrijs wordt verdeeld. Gietende stellite superalloys baseren zich zwaar bij carbide het versterken. Het zuivere kobaltkristal is een dichte ingepakte hexagonale (hcp) kristalstructuur onder 417 ° C en gepakt in fcc bij een hogere temperatuur in. om deze overgang in het gebruik van stellitesuperalloy te vermijden, wordt vrijwel alle stellitelegering gelegeerd met nikkel om de structuur van kamertemperatuur aan smeltpunt te stabiliseren. Stellite heeft vlakke breuk een spanning-temperatuur verhouding, maar stelt uitstekende hete corrosieweerstand bij temperaturen boven 1000 °C tentoon, die aan de hogere chromiuminhoud van de legering toe te schrijven kunnen zijn. een eigenschap.

Eind jaren dertig, op kobalt-gebaseerde begonnen superalloys wegens de behoefte aan turbocompressoren voor zuigervliegtuigmotoren worden ontwikkeld. In 1942, slaagden de Verenigde Staten eerst in het maken van turbocompressorbladen met het tandmetaal materiële Vitallium (Co-27Cr-5Mo-0.5Ti). Deze legering stort geleidelijk aan uit de carbidefase en wordt bros tijdens gebruik. Daarom werd de koolstofinhoud van de legering verminderd tot 0,3% terwijl 2,6% van nikkel werden toegevoegd om de oplosbaarheid van het carbide te verhogen die element in de matrijs vormen, zo zich ontwikkelt tot legering Ha-21. Eind jaren veertig, produceerden X-40 en HA-21 ruimtevaartstraalmotoren en turbocompressoren voor de bladen van de afgietselturbine en gidsvinnen, die bij temperaturen tot 850-870 °C.S-816, used in 1953 zoals smeedden turbine blad, zijn legering dat zijn vaste lichaam oplossing versterkten operating met een verscheidenheid van vuurvast element. Van de recente jaren '50 aan de recente jaren '60, werden vier types van gietvorm stellite legeringen wijd gebruikt in de Verenigde Staten: Wi-52, x-45, in de war brengen-M509 en fsx-414. De misvormde stellite legering is meestal blad, zoals l-605 gebruikt om verbrandingskamers en buizen te maken. Ha-188, die in 1966 verschenen, verbeterde zijn anti-oxyderende eigenschappen toe te schrijven aan zijn opneming van antimonium. De Sovjetunie gebruikte om gidsvinnen, de stellitelegering K4 te maken, die aan Ha-21 gelijkwaardig is. De ontwikkeling van stellitelegeringen met de middelen van kobalt moeten zou rekening houden. Het kobalt is een belangrijk strategisch middel, en de meeste landen in het kobalt van het wereldgebrek, dat de ontwikkeling van stellite beperkt.

Over het algemeen, op kobalt-gebaseerde hebben superalloys het coherente versterken niet faseren. Hoewel de middelgrote temperatuursterkte (slechts 50-75% van op nikkel-gebaseerde legeringen) laag is, heeft het hogere sterkte, goede thermische moeheidsweerstand en hete corrosieweerstand boven 980 °C. En de schuringsweerstand, en heeft goede lasbaarheid. Geschikt voor de productie van luchtstraalmotoren, industriële gasturbines, gidsvinnen en de vinnen van de pijpgids voor mariene gasturbines, en dieselmotorpijpen.

De carbide-versterkte fase het belangrijkste carbide in op kobalt-gebaseerde superalloys is MC. M23C6 en M6C wordt gevonden in gegoten stellite legeringen. M23C6-precipitaten tussen korrelgrenzen en dendrieten wanneer langzaam gekoeld. In sommige legeringen, kan fijne M23C6 een mede-kristal met de matrijs γ vormen. De MC carbidedeeltjes zijn te groot de dislocaties direct om te beïnvloeden direct, zodat is het versterkende effect op de legering niet duidelijk, en de fijn verspreide carbide hebben een goed versterkend effect. De carbide op de korrelgrenzen worden gevestigd (hoofdzakelijk M23C6) kunnen de korrelgrens verhinderen uit te glijden en de permanente sterkte verbeteren die. De microstructuur van op kobalt-gebaseerde superalloy Ha-31 (x-40) is verspreide versterkende fase (CoCrW) 6. Typec carbide.

De topologische dicht-ingepakte fasen, zoals sigmafase en Laves, die in bepaalde stellitelegeringen aanwezig zijn, zijn schadelijk en kunnen de legering bros veroorzaken om te worden. De Stellitelegeringen worden minder sterk versterkt met intermetallic samenstellingen omdat Co3 (Ti, Al), Co3Ta, enz. niet voldoende stabiel bij hoge temperaturen zijn, maar stellite hebben de legeringen die met intermetallic samenstellingen zijn versterkt ook zich de laatste jaren ontwikkeld.

De thermische stabiliteit van carbide in de stellitelegering is beter. Wanneer de temperatuurstijgingen, het carbidegroeipercentage langzamer is dan dat van de fase γ in de op nikkel-gebaseerde legering, en de temperatuur van de opnieuw opgeloste matrijs ook hoger is (tot 1100 ° C). Daarom wanneer de temperatuur toeneemt, is de temperatuur te hoog. De sterkte van de verticale legering is over het algemeen langzamer.

De Stellitelegering heeft goede weerstand tegen hete corrosie. Men gelooft over het algemeen dat de reden waarom stellite in dit opzicht aan op nikkel-gebaseerde legering superieur is is dat het smeltpunt van kobaltsulfide (zoals eutectische Co-Co4S3, 877 °C) beter is dan nikkel. Het smeltpunt van het sulfide (zoals Ni-Ni3S2 eutectische 645 ° C) is hoog, en het verspreidingstarief van zwavel in kobalt is veel lager dan in nikkel. Voorts aangezien de meeste stellitelegeringen een hogere chromiuminhoud dan de op nikkel-gebaseerde legeringen hebben, kan een alkali-metal sulfaat (zoals een beschermende die laag van Cr2O3 door Na2SO4 wordt geëtst) op de oppervlakte van de legering worden gevormd. Nochtans, is de weerstand van de stellitelegering gewoonlijk veel lager dan dat van de op nikkel-gebaseerde legering.

De vroege stellitelegeringen werden geproduceerd gebruikend non-vacuum uitsmelting en afgietselprocessen. De recentere ontwikkelde legeringen, zoals legering in de war brengen-M509, werden geproduceerd door vacuümuitsmelting en vacuümafgietsel omdat zij actievere elementen zoals zirconium en borium bevatten.

De grootte en distributie van carbidedeeltjes in de stellitelegering en de korrelgrootte zijn gevoelig voor het het gieten proces. om de vereiste permanente sterkte en de thermische moeheidseigenschappen van de gietvorm stellite componenten te bereiken moeten de het gieten procesparameters worden gecontroleerd. De stellitelegering moet thermisch behandeld zijn, hoofdzakelijk om de precipitatie van carbide te controleren. Voor de gietvorm stellite legering, ten eerste, wordt de oplossing behandeld bij op hoge temperatuur, en de temperatuur is gewoonlijk ongeveer 1150 ° C, zodat alle primaire carbide, met inbegrip van sommige MC type carbide, in de stevige oplossing worden opgelost; dan wordt de het verouderen behandeling uitgevoerd bij 870-980 ° C. Re-precipitate de carbide (het meest meestal M23C6).

Het opduiken van de opduikende legering van Sitali van de stellitelegering bevat chromium 25-33%, wolfram 3-21% en 0.7-3.0% koolstof. Met de verhoging van koolstofinhoud, veranderde de metallographic structuur van hypoeutectic austenite + M7C3 eutectisch aan het hypereutectic ontluikende carbide van M7C3 + eutectische M7C3. Koolstofhoudender, meer primaire M7C3, groter de macrohardheid, hoger de schuringsweerstand, maar de effectweerstand, zal de lasbaarheid en het machinaal bewerken van prestaties verminderen. Stellite met chromium en wolfram wordt gelegeerd heeft uitstekende oxydatieweerstand, corrosieweerstand en hittebestendigheid die. Het handhaven van hoge hardheid en sterkte bij 650 ° C is een belangrijke eigenschap die dergelijke legeringen onderscheiden van op nikkel-gebaseerde en op ijzer-gebaseerde legeringen. Na verwerking, heeft de stellitelegering lage oppervlakteruwheid, hoge krasweerstand en lage wrijvingcoëfficiënt, en is ook geschikt voor zelfklevende slijtage, vooral op het glijden en contactklep het verzegelen oppervlakten. Nochtans, in het geval van hoog-spannings schurende slijtage, low-carbon is de kobalt-chromium-wolfram legering niet zo slijtvast zoals low-carbon staal. Daarom moet de selectie van dure stellitelegering door beroeps worden geleid om het potentieel van het materiaal te maximaliseren.

Er zijn ook de opduikende legeringen die van Sitaili Laves-fase, zoals Co-28Mo-17Cr-3Si en Co-28Mo-8Cr-2Si bevatten, die met chromium en molybdeen worden gelegeerd. Aangezien Laves een lagere die hardheid dan carbide heeft, is in paren wordt gerangschikt het materiaal met de metaalwrijving minder versleten.

De slijtage van het legeringswerkstuk wordt grotendeels beïnvloed door de contact of effectspanning van de oppervlakte. De oppervlakteslijtage hangt van de interactie van van het dislocatiestroom en contact oppervlakten af onder spanning. Voor stellitelegeringen, heeft deze eigenschap een lagere het stapelen foutenenergie met de matrijs en de matrijsstructuur wordt omgezet van gezicht-gecentreerde kubiek aan een hexagonale dicht-ingepakte kristalstructuur onder de invloed van spanning of temperatuur, en heeft een hexagonale dicht-ingepakte kristalstructuur. De metaalmaterialen, slijtageweerstand is superieur. Bovendien hebben de inhoud, de morfologie en de distributie van de tweede fase van de legering, zoals carbide, ook een effect bij de slijtageweerstand. Aangezien de legeringscarbide van chromium, wolfram en molybdeen in de kobalt-rijke matrijs en enkele chromium worden verdeeld, wolfram en molybdeen zijn de atomen stevig-oplosbaar gemaakt in de matrijs, wordt de legering versterkt om slijtageweerstand te verbeteren. In gegoten stellite legeringen, is de grootte van het carbidedeeltje verwant met het het koelen tarief, en de carbidedeeltjes zijn vrij fijn wanneer gekoeld. In zandafgietsel, is de hardheid van de legering lager en de carbidedeeltjes zijn ruwer. In deze staat, is de schurende slijtageweerstand van de legering beduidend beter dan dat van grafietafgietsel (de carbidedeeltjes zijn fijn), en de zelfklevende slijtageweerstand is allebei daar is geen significant verschil erop wijzen, die dat de ruwe carbide tot betere schurende slijtageweerstand bijdragen