Stellite-Legierung

Stellite ist eine harte Legierung, die gegen alle Arten Abnutzungs- und Korrosions- und Temperaturoxidation beständig ist. Bekannt als die Kobalt-ansässige Legierung, wurde stellite im Jahre 1907 vom Amerikaner Elwood Hayness erfunden. Stellite-Legierungen enthalten Kobalt als Hauptkomponente und enthalten eine beträchtliche Menge Nickel, Chrom, Wolfram und kleine Menge Legierungselemente wie Molybdän, Niobium, Tantal, Titan und Niobium und gelegentlich Eisen. Abhängig von der Zusammensetzung der Legierung, können sie in Schweißensdraht gemacht werden. Das Pulver kann für Oberflächenbearbeitung der harten Oberfläche, das thermisches Sprühen, Sprayschweißen, etc. benutzt werden und kann für das Werfen und das Schmieden von Teilen und von Pulvermetallurgieteilen auch verwendet werden.



Stellite

Entsprechend der Klassifikation des Gebrauches, kann stellite Legierung in stellite haltbare Legierung, stellite Hochtemperaturlegierung und stellite haltbare und wässrige Korrosionslegierung unterteilt werden. Unter normalen Arbeitsbedingungen tatsächlich ist sie haltbares, Hochtemperaturbeständiges korrosionsbeständig, haltbar und. Einige Arbeitsbedingungen erfordern möglicherweise auch Widerstand-, Verschleißfestigkeits- und Korrosionsbeständigkeit der hohen Temperatur, und ist es das schwieriger. Unter dem Umstand mehr die Vorteile der stellite Legierung kann reflektiert werden.

Typische Grade für Stellite sind: Stellite 1, Stellite 4, Stellite 6, Stellite 12, Stellite 20, Stellite 31, Stellite 100 und dergleichen. In China ist eine Forschung auf dem Gebiet einer stellite Superlegierung hauptsächlich tief und gründlich. Anders als andere Superlegierungen wird die stellite Superlegierung nicht bis zum einer bestellten Niederschlagphase verstärkt, die fest zur Matrix verpfändet wird, aber einer Austenitfcc-Matrix, die die feste Lösung gewesen ist, die verstärkt wird und aus einer kleinen Menge des Karbids verteilt in die Matrix besteht. Casting stellite Superlegierungen beruhen schwer auf der Karbidverstärkung. Der reine Kobaltkristall ist eine Abschluss verpackte sechseckige (hcp) Kristallstruktur unterhalb 417 ° C und wird in FCC bei einer höheren Temperatur umgewandelt. Um diesen Übergang im Gebrauch der stellite Superlegierung zu vermeiden, wird praktisch alle stellite Legierung mit Nickel legiert um die Struktur von Raumtemperatur zu Schmelzpunkt zu stabilisieren. Stellite hat ein flaches Bruchdrucktemperatur-Verhältnis, aber ausgezeichneten Hochtemperaturkorrosionswiderstand der Ausstellungen bei den Temperaturen über °C 1000, das möglicherweise am höheren Chrominhalt der Legierung liegt. eine Eigenschaft.

Ende der dreißiger Jahre fingen Kobalt-ansässige Superlegierungen an, am Bedarf an den Turboladern für Kolbenflugzeugmotoren entwickeltes zu liegen. Im Jahre 1942 folgten die Vereinigten Staaten zuerst, mit, Turboladerblätter mit dem zahnmedizinischen Metall materielles Vitallium (Co-27Cr-5Mo-0.5Ti) herzustellen. Niederschläg dieser Legierung allmählich aus dem Karbid heraus teilen in Phasen ein und werden während des Gebrauches spröde. Deshalb das Kohlenstoffgehalt der Legierung wurde verringert bis 0,3%, während 2,6% von Nickel addiert wurden, um die Löslichkeit des Karbids zu erhöhen, das Element in der Matrix bildet und so entwickelten sich zur Legierung HA-21. Ende der vierziger Jahre produzierten das X-40 und das HA-21 Luftfahrtstrahltriebwerke und die Turbolader für werfende Turbinenschaufeln und Leitschaufeln, funktionierend bei den Temperaturen bis zu 850-870 °C.S-816, verwendet im Jahre 1953 als geschmiedete Turbinenschaufel, ist eine Legierung, die die feste Lösung ist, die mit einer Vielzahl von refraktären Elementen verstärkt wird. Vom Ende der 50er-Jahre zum Ende der 60er, waren vier Arten geworfene stellite Legierungen in den Vereinigten Staaten weit verbreitet: WI-52, X-45, Mar-M509 und FSX-414. Die verformte stellite Legierung ist größtenteils Blatt, wie L-605, das verwendet wird, um Verbrennungskammern und Rohre herzustellen. HA-188, das im Jahre 1966 erschien, verbesserte seine Antioxidanseigenschaften wegen seiner Einbeziehung des Antimons. Die Sowjetunion benutzt, um Leitschaufeln, die stellite Legierung K4 herzustellen, die mit HA-21 gleichwertig ist. Die Entwicklung von stellite Legierungen sollte die Betriebsmittel von Kobalt berücksichtigen. Kobalt ist eine wichtige strategische Ressource, und die meisten Länder in der Welt ermangeln Kobalt, das die Entwicklung von stellite begrenzt.

Im Allgemeinen ermangeln Kobalt-ansässige Superlegierungen eine zusammenhängende Verstärkungsphase. Obgleich die mittlere Temperaturstärke (nur 50-75% von Nickel-ansässigen Legierungen) niedrig ist, hat sie hochfestere, gute thermische Ermüdungsfestigkeit und Hochtemperaturkorrosionswiderstand über 980 °C. Und Abnutzungswiderstand und hat gute Schweißbarkeit. Passend für die Produktion von Luftstrahltriebwerken, industrielle Gasturbinen, Leitschaufeln und Düsenleitschaufeln für Marinegasturbinen und Dieselmotordüsen.

Karbid-verstärkte Phase ist das wichtigste Karbid in den Kobalt-ansässigen Superlegierungen Lux. M23C6 und M6C werden in geworfenen stellite Legierungen gefunden. Niederschläg M23C6 zwischen Kristallgrenzen und Dendriten, wenn Sie langsam abgekühlt werden. In einigen Legierungen kann feines M23C6 einen Mitkristall mit dem Matrix γ bilden. Die Lux-Karbidpartikel sind zu groß, die Verschiebungen direkt direkt zu beeinflussen, also liegt die stärkende Wirkung auf der Legierung nicht auf der Hand, und die fein zerstreuten Karbide haben eine gute stärkende Wirkung. Die Karbide, die auf den Kristallgrenzen gelegen sind (hauptsächlich M23C6) können die Kristallgrenze am Gleiten verhindern und die dauerhafte Stärke verbessern. Die Mikrostruktur der Kobalt-ansässigen Superlegierung HA-31 (X-40) ist die zerstreute Verstärkungsphase (CoCrW) 6. Art c-Karbid.

Topologische dichtgepackte Phasen, wie Sigmaphase und Laves, die in bestimmten stellite Legierungen anwesend sind, sind schädlich und können die Legierung veranlassen, spröde zu werden. Stellite-Legierungen werden weniger stark mit halbleitenden Verbindungen weil Co3 (Ti, Al), Co3Ta verstärkt, etc. sind nicht genug stabil bei hohen Temperaturen, aber stellite Legierungen, die mit halbleitenden Verbindungen verstärkt worden sind, haben auch sich in den letzten Jahren entwickelt.

Die Wärmebeständigkeit von Karbiden in der stellite Legierung ist besser. Wenn die Temperaturanstiege, die KarbidWachstumsrate langsamer als ist, ist der der γ Phase in der Nickel-ansässigen Legierung und die Temperatur der wieder aufgelösten Matrix auch höher (° bis 1100 C). Deshalb wenn die Temperaturanstiege, die Temperatur zu hoch ist. Die Stärke der vertikalen Legierung ist im Allgemeinen langsamer.

Stellite-Legierung hat guten Widerstand zur Hochtemperaturkorrosion. Es wird im Allgemeinen geglaubt, dass der Grund, warum stellite Nickel-ansässiger Legierung in dieser Hinsicht überlegen ist, dass der Schmelzpunkt des Kobaltsulfids ist (wie Co-Co4S3, das eutektisch ist, ist °C) 877 besser als Nickel. Der Schmelzpunkt des Sulfids (wie eutektisches ist 645 ° Ni-Ni3S2 C) hoch, und die Diffusionsgeschwindigkeit des Schwefels im Kobalt ist viel niedriger als im Nickel. Außerdem da die meisten stellite Legierungen einen höheren Chrominhalt als die Nickel-ansässigen Legierungen haben, kann ein Alkalimetallsulfat (wie eine Schutzschicht Cr2O3 geätzt durch Na2SO4) auf der Oberfläche der Legierung gebildet werden. Jedoch ist der Widerstand der stellite Legierung normalerweise viel niedriger als der der Nickel-ansässigen Legierung.

Frühe stellite Legierungen wurden unter Verwendung der nicht leeren Einschmelzen- und Castingprozesse produziert. Neuere entwickelte Legierungen, wie Legierung Mar-M509, wurden durch Vakuumeinschmelzen und Vakuumcasting produziert, weil sie aktivere Elemente wie Zirkonium und Bor enthielten.

Die Größe und die Verteilung von Karbidpartikeln in der stellite Legierung und in der Korngröße sind für den Castingprozeß empfindlich. Um die erforderliche dauerhafte Stärke und thermische die Dauerwechselfestigkeit der Form stellite Komponenten zu erzielen, müssen die Castingprozeßparameter kontrolliert sein. Die stellite Legierung muss wärmebehandelt sein, den Niederschlag von Karbiden hauptsächlich zu steuern. Für die Form stellite Legierung erstens wird die Lösung an einer hohen Temperatur behandelt, und die Temperatur ist normalerweise ° ungefähr 1150 C, damit alle Primärkarbide, einschließlich eine Lux-Art Karbide, in der festen Lösung aufgelöst werden; dann wird die Alternbehandlung bei 870-980 ° C. durchgeführt. Zu die Karbide (am allgemeinsten M23C6) wieder ausfällen.

Oberflächenbearbeitung auftauchender Legierung stellite Legierung Sitali enthält Wolfram 25-33% Chrom, 3-21% und 0.7-3.0% Kohlenstoff. Mit dem Anstieg des Kohlenstoffgehalts die metallografische Struktur geändert vom hypoeutectic Austenit + von M7C3 eutektisch zum hypereutectic werdenden Karbid M7C3 + zu M7C3 eutektisch. Je kohlenstoffhaltiger, je mehr verringert sich das Primär-M7C3, je größer die Makrohärte, je höher der Abnutzungswiderstand, aber die Schlagzähigkeit, die Schweißbarkeit und die Bearbeitungsleistung. Stellite legierte mit Chrom und Wolfram hat ausgezeichneten Oxidationswiderstand, Korrosionsbeständigkeit und Hitzebeständigkeit. Instandhaltene hohe Härte und Stärke bei 650 ° C ist eine wichtige Eigenschaft, die solche Legierungen von den Nickel-ansässigen und Eisen-ansässigen Legierungen unterscheidet. Nach der Verarbeitung hat die stellite Legierung niedrige Oberflächenrauigkeit, hohe Kratzfestigkeit und niedrigen Reibungskoeffizienten, und ist auch für adhäsiven Verschleiß, besonders auf Schieben und KontaktventilDichtflächen passend. Jedoch im Falle der abschleifenden Abnutzung des Hochdruckes, ist- die kohlenstoffarme Kobalt-Chromwolframlegierung nicht so haltbar wie kohlenstoffarmer Stahl. Deshalb muss die Auswahl teurer stellite Legierung von den Fachleuten geführt werden, um das Potenzial des Materials zu maximieren.

Es gibt auch auftauchende Legierungen Sitaili, die Laves-Phase, wie Co-28Mo-17Cr-3Si und Co-28Mo-8Cr-2Si enthalten, die mit Chrom und Molybdän legiert werden. Da Laves eine niedrigere Härte als Karbide hat, ist- das Material, das mit der Metallreibung zusammengepaßt wird, weniger abgenutzt.

Die Abnutzung des Legierungswerkstückes wird in großem Maße durch den Kontakt oder die Schlagbeanspruchung der Oberfläche beeinflußt. Oberflächenabnutzung hängt von der Interaktion des Verschiebungsflusses und der Kontaktflächen unter Druck ab. Für stellite Legierungen hat diese Eigenschaft eine niedrigere Stapelfehlerenergie mit der Matrix und die Matrixstruktur wird von einem flächenzentrierten Kubik zu einer sechseckigen dichtgepackten Kristallstruktur unter Einfluss des Druckes oder der Temperatur umgewandelt und eine sechseckige dichtgepackte Kristallstruktur hat. Metallmaterialien, Verschleißfestigkeit ist- überlegen. Darüber hinaus haben der Inhalt, die Morphologie und die Verteilung der zweiten Phase der Legierung, wie Karbide, auch einen Effekt auf Verschleißfestigkeit. Seit den Legierungskarbiden des Chroms, wird Wolfram und Molybdän in die Kobalt-reiche Matrix verteilt und einige der Chrom-, Wolfram- und Molybdänatome sind- in der Matrix, die Legierung wird verstärkt, um Verschleißfestigkeit zu verbessern fest-solubilisiert. In geworfenen stellite Legierungen hängt die KarbidTeilchengröße mit der abkühlenden Rate zusammen, und die Karbidpartikel sind verhältnismäßig fein, wenn sie abgekühlt werden. Im Sandguss ist die Härte der Legierung niedriger und die Karbidpartikel sind gröber. In diesem Zustand ist die abschleifende Verschleißfestigkeit der Legierung erheblich besser als die des Graphitcastings (die Karbidpartikel sind- fein), und der Widerstand des adhäsiven Verschleißes ist beide dort ist kein bedeutender Unterschied und anzeigt, dass grobe Karbide zu verbesserter abschleifender Verschleißfestigkeit beitragen