Alliage de Stellite

Stellite est un alliage dur qui est résistant à tous les types d'usage et corrosion et oxydation à hautes températures. Connu comme alliage basé sur cobalt, le stellite a été inventé en 1907 par l'Américain Elwood Hayness. Les alliages de Stellite contiennent le cobalt comme composante principale et contiennent une quantité considérable de nickel, chrome, tungstène et un peu d'éléments d'alliage tels que le molybdène, niobium, tantale, titane et niobium, et de temps en temps fer. Selon la composition de l'alliage, ils peuvent être transformés en fil de soudure. La poudre peut être employée pour l'apprêtage de surface dure, la pulvérisation thermique, la soudure de jet, etc., et peut également être employée pour mouler et forger des pièces et des pièces de métallurgie des poudres.



Stellite

Selon la classification de l'utilisation, l'alliage de stellite peut être divisé en alliage résistant à l'usure de stellite, alliage à hautes températures de stellite et alliage résistant à l'usure et aqueux de stellite de corrosion. Dans des conditions normales de travail, en fait, il est résistant, résistant à l'usure résistant à l'usure et à hautes températures et anticorrosion. Quelques conditions de travail peuvent également exiger la résistance à hautes températures, la résistance à l'usure et la résistance à la corrosion, et plus il est compliqué. Dans la circonstance, plus les avantages de l'alliage de stellite peut être reflété.

Les catégories typiques pour Stellite sont : Stellite 1, Stellite 4, Stellite 6, Stellite 12, Stellite 20, Stellite 31, Stellite 100, et semblable. En Chine, la recherche sur le superalliage de stellite est principalement profonde et complète. À la différence d'autres superalliages, le superalliage de stellite n'est pas renforcé par une phase commandée de précipité qui est fermement collée sur la matrice, mais se compose d'une matrice austénitique de FCC qui a été solution solide renforcée et d'un peu de carbure distribué dans la matrice. Les superalliages de stellite de bâti se fondent fortement sur le renforcement de carbure. Le cristal pur de cobalt est (hcp) une structure cristalline hexagonale emballée par fin en-dessous 417 du ° C et est converti en FCC à température élevée. Afin d'éviter cette transition dans l'utilisation du superalliage de stellite, pratiquement tout les alliage de stellite est allié avec du nickel pour stabiliser la structure de la température ambiante au point de fusion. Stellite a des relations plates de l'effort-température de fracture, mais résistance à la corrosion chaude d'objets exposés l'excellente aux températures au-dessus du °C 1000, qui peut être dû à la teneur plus élevée en chrome de l'alliage. une caractéristique.

Vers la fin des années 1930, les superalliages basés sur cobalt ont commencé à être dus développé au besoin de turbocompresseurs pour des moteurs aéronautiques de piston. En 1942, les Etats-Unis ont réussi la première fois à faire des lames de turbocompresseur avec le métal dentaire Vitallium matériel (Co-27Cr-5Mo-0.5Ti). Les précipités de cet alliage graduellement hors du carbure mettent et deviennent en phase fragiles pendant l'utilisation. Par conséquent, la teneur en carbone de l'alliage a été réduite à 0,3% tandis que 2,6% de nickel étaient ajoutés pour augmenter la solubilité du carbure formant l'élément dans la matrice, de ce fait se développant en alliage HA-21. Vers la fin des années 1940, le X-40 et le HA-21 ont produit les moteurs à réaction aérospatiaux et les turbocompresseurs pour les lames de turbine de turbines et les ailettes du guidage de moulage, fonctionnant aux températures jusqu'à 850-870 °C.S-816, utilisés en 1953 comme lame de turbine de turbines forgée, est un alliage qui est solution solide renforcée avec un grand choix d'éléments réfractaires. De la fin des années 1950 à la fin des années 1960, quatre types d'alliages moulés de stellite étaient très utilisés aux Etats-Unis : WI-52, X-45, Mar-M509 et FSX-414. L'alliage déformé de stellite est en grande partie feuille, telle que L-605 employé pour faire des chambres de combustion et des conduits. HA-188, qui est apparu en 1966, a amélioré ses propriétés antioxydantes dues à son inclusion d'antimoine. L'Union Soviétique employée pour faire des ailettes du guidage, l'alliage K4 de stellite, qui est équivalent à HA-21. Le développement des alliages de stellite devrait prendre en considération les ressources en cobalt. Le cobalt est une ressource stratégique importante, et la plupart des pays dans le monde manquent du cobalt, qui limite le développement du stellite.

Généralement, les superalliages basés sur cobalt manquent d'une phase logique de renforcement. Bien que la force moyenne de la température soit basse (seulement 50-75% d'alliages basés sur nickel), elle a une résistance thermique plus de haute résistance et bonne de fatigue et une résistance à la corrosion chaude au-dessus de 980 °C. Et la résistance à l'abrasion, et a la bonne soudabilité. Approprié à la production des moteurs à réaction d'air, des turbines à gaz industrielles, des ailettes du guidage et des ailettes du guidage de bec pour les turbines à gaz marines, et des becs de moteur diesel.

phase Carbure-enrichie le carbure le plus important dans les superalliages basés sur cobalt est MC. M23C6 et M6C sont trouvés en alliages moulés de stellite. Précipités M23C6 entre les joints de grain et les dendrites une fois lentement refroidi. En quelques alliages, M23C6 fin peut former un Co-cristal avec le γ de matrice. Les particules de carbure de MC sont trop grandes pour affecter directement les dislocations directement, ainsi l'effet de renforcement sur l'alliage n'est pas évident, et les carbures finement dispersés ont un bon effet de renforcement. Les carbures situés sur les joints de grain (principalement M23C6) peuvent empêcher le joint de grain de glisser et améliorer la force permanente. La microstructure du superalliage basé sur cobalt HA-31 (X-40) est le type 6. carbure dispersé de phase de renforcement (CoCrW) de C.

Les phases bourrées de fins topologiques, telles que la phase de sigma et le Laves, qui sont présentes en certains alliages de stellite, portent préjudice et peuvent faire devenir l'alliage fragile. Des alliages de Stellite sont moins fortement renforcés avec les composés intermétalliques parce que Co3 (Ti, Al), Co3Ta, etc. ne sont pas suffisamment stables à températures élevées, mais les alliages de stellite qui ont été renforcés avec les composés intermétalliques se sont également développés ces dernières années.

La stabilité thermique des carbures dans l'alliage de stellite est meilleure. Quand la température s'élève, le taux de croissance de carbure est plus lent que celui de la phase de γ dans l'alliage basé sur nickel, et la température de la matrice redissoute est également plus haute (° jusqu'à 1100 C). Par conséquent, quand la température s'élève, la température est trop haute. La force de l'alliage vertical est généralement plus lente.

L'alliage de Stellite a la bonne résistance à la corrosion chaude. On le croit généralement que la raison pour laquelle le stellite est supérieur à l'alliage basé sur nickel à cet égard est que le point de fusion du sulfure de cobalt (tel que Co-Co4S3 eutectique, le °C) 877 est meilleur que le nickel. Le point de fusion du sulfure (tel que 645 le ° Ni-Ni3S2 eutectique C) est haut, et le taux de diffusion de soufre en cobalt est beaucoup inférieur qu'en nickel. D'ailleurs, puisque la plupart des alliages de stellite ont un contenu plus élevé de chrome que les alliages basés sur nickel, un sulfate alcalin (tel qu'une couche Cr2O3 protectrice gravée à l'eau-forte par Na2SO4) peut être formé sur la surface de l'alliage. Cependant, la résistance de l'alliage de stellite est habituellement beaucoup inférieure à celle de l'alliage basé sur nickel.

Des alliages tôt de stellite ont été produits utilisant des processus non sous vide de fonte et de bâti. Des alliages développés postérieurs, tels que l'alliage Mar-M509, ont été produits par la fonte de vide et la coulée sous vide parce qu'ils ont contenu des éléments plus actifs tels que le zirconium et le bore.

La taille et la distribution des particules de carbure dans l'alliage de stellite et le grosseur du grain sont sensibles au processus de bâti. Afin de réaliser la force permanente exigée et les propriétés de fatigue thermiques des composants de stellite de fonte, les paramètres de processus de bâti doivent être commandés. L'alliage de stellite doit être soumis à un traitement thermique, commander principalement la précipitation des carbures. Pour l'alliage de stellite de fonte, premièrement, la solution est traitée à température élevée, et la température est habituellement le ° environ 1150 C, de sorte que tous les carbures primaires, y compris un certain type carbures de MC, soient dissous dans la solution solide ; alors le traitement vieillissant est exécuté 870-980 au ° C. Pour reprécipiter les carbures (le plus généralement M23C6).

L'apprêtage de l'alliage de surfaçage de Sitali d'alliage de stellite contient le tungstène 25-33% le chrome, 3-21% et 0.7-3.0% carbone. Avec l'augmentation du contenu de carbone, la structure métallographique changée de l'austénite hypoeutectic + du M7C3 eutectiques en carbure M7C3 naissant hypereutectic + M7C3 eutectiques. Plus le carboné, plus le M7C3 primaire, plus la macro dureté est grande, plus la résistance à l'abrasion sont haute, mais la résistance à l'impact, la soudabilité et la représentation de usinage diminueront. Stellite a allié avec du chrome et le tungstène a l'excellente résistance à l'oxydation, la résistance à la corrosion et la résistance thermique. La hautes dureté et résistance de maintien 650 au ° C est une caractéristique importante distinguant de tels alliages des alliages basés sur nickel et basés sur fer. Après traitement, l'alliage de stellite a la basse aspérité, la résistance élevée d'éraflure et le bas coefficient de frottement, et est également approprié à l'usage adhésif, particulièrement sur des surfaces d'étanchéité de valve de glissement et de contact. Cependant, dans le cas d'usage abrasif de haut-effort, l'alliage à faible teneur en carbone de cobalt-chrome-tungstène n'est pas aussi résistant à l'usure que l'acier à faible teneur en carbone. Par conséquent, la sélection de l'alliage cher de stellite doit être guidée par des professionnels pour maximiser le potentiel du matériel.

Il y a également les alliages de surfaçage de Sitaili contenant la phase de Laves, telle que Co-28Mo-17Cr-3Si et Co-28Mo-8Cr-2Si, qui sont alliés avec du chrome et le molybdène. Puisque Laves a une dureté inférieure que des carbures, le matériel appareillé avec le frottement en métal est moins usé.

L'usage de l'objet d'alliage est en grande partie affecté par l'effort de contact ou d'impact de la surface. L'usage extérieur dépend de l'interaction de l'écoulement de dislocation et des surfaces de contact sous l'effort. Pour des alliages de stellite, cette caractéristique a une énergie inférieure de défaut d'empilement avec la matrice et la structure de matrice est transformée d'un cubique face au centre à une structure cristalline bourrée de fins hexagonale sous l'influence de l'effort ou de la température, et a une structure cristalline bourrée de fins hexagonale. Les matériaux en métal, résistance à l'usure est supérieur. En outre, le contenu, la morphologie et la distribution de la deuxième phase de l'alliage, tel que des carbures, exerce également un effet sur la résistance à l'usure. Depuis les carbures d'alliage du chrome, le tungstène et le molybdène sont distribués dans la matrice riche en cobalt et certains des atomes de chrome, de tungstène et de molybdène sont solide-solubilisés dans la matrice, l'alliage sont renforcés pour améliorer la résistance à l'usure. En alliages moulés de stellite, la dimension particulaire de carbure est liée au taux de refroidissement, et les particules de carbure sont relativement bonnes une fois refroidies. Dans le moulage au sable, la dureté de l'alliage est inférieure et les particules de carbure sont plus brutes. Dans cet état, la résistance à l'usure abrasive de l'alliage est sensiblement meilleure que celle du bâti de graphite (les particules de carbure sont très bien), et la résistance à l'usure adhésive est tous deux là n'est aucune différence significative, indiquant que les carbures bruts contribuent à la résistance à l'usure abrasive améliorée