V posledných rokoch, s rastúcim dopytom po vysokovýkonných materiáloch vo výrobnom priemysle, sa Stellite 21, zliatiny na báze kobaltu (CO-CR-MO), stala populárnou voľbou v priemysle vďaka svojej vynikajúcej vysokej teplotnej odolnosti, odolnosti proti opotrebeniu a odolnosti proti korózii. Najnovší výskum ukazuje, že tento materiál má vynikajúci aplikačný potenciál v oblasti výroby aditív, opravárenských a energetických zariadení a podporuje technologické inovácie v príbuzných odvetviach.
Vlastnosti materiálu: všestranný hráč vo vysokoteplotných prostrediach
Stellite 21 sa narodil v polovici -1930 s. Jeho základná výhoda spočíva v tvrdých karbidoch rozptýlených v matrici na báze kobaltu, ktorá výrazne zlepšuje tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu materiálu, ale tiež mierne znižuje ťažnosť. V porovnaní s inými zliatinami Stellite Series (ako je stenstenový stellite 6), Stellite 21 nahrádza volfrámu molybdénom a používa nižší obsah uhlíka (<0.4%), so that it still maintains high strength at high temperatures and has excellent corrosion resistance.
- Odolnosť proti opotrebeniu: Pri 500 stupňoch má Stellite 21 oveľa vyšší odpor opotrebenia ako z nehrdzavejúcej ocele, vďaka čomu je obzvlášť vhodný na kovanie matríc, komponentov ventilu a ďalších aplikácií, ktoré si vyžadujú odolnosť voči posuvnému opotrebeniu.
- Stabilita s vysokou teplotou: Experimenty ukazujú, že vykazuje menšie opotrebenie a dlhšiu životnosť v podmienkach kovania vysokej teploty.
- Odolnosť proti korózii: Nízke a vysokoteplotné plazmové karburarizačné ošetrenia môžu ďalej zvýšiť jej odolnosť proti korózii, najmä v prostrediach chloridových iónov.
Oblasti aplikácií: od opravy po inovatívnu výrobu
- Oprava plesní a výroba aditív
Technológia Laser Metal Deposition (LMD) využíva prášok Stellite 21 na opravu foriem kovania za horúca. Životnosť opravenej formy je výrazne predĺžená a problém priľnavosti výkoviek sa zníži.
Výskum potvrdil, že tvrdosť jeho náteru na výrobu prísad môže dosiahnuť 610-670 HV, čo je porovnateľné s výkonom komerčných nástrojov.
- Energia a letectvo
V zariadení na výrobu energie laserová opláštená vrstva Stellite 21 vykazuje podobnú odolnosť proti opotrebeniu voči Stellitu 6, ale za nižšie náklady, čo z nej robí ideálnu voľbu pre lopatky turbíny a tesnenia čerpadla. Okrem toho sa jej mechanická pevnosť a odpor tečenia pri vysokých teplotách tiež stávajú zameraním pozornosti v komponentoch leteckého motora.
- Lekárske a petrochemické
Ako biokompatibilný materiál sa v prvých dňoch použil Stellite 21 v umelých kĺboch a zubných implantátoch. V petrochemickom poli robí jeho schopnosť odolávať vysokotlakovým parom a korozívnym médiám prvou voľbou pre časti jadra ventilu.
Pokrok výskumu: optimalizácia a výzvy koexistujú
- Hoci Stellite 21 má vynikajúci výkon, najnovší výskum odhalil potenciálne problémy vo svojej mikroštruktúre:
- Pórovitosť a mikrookrack: Defekty v stĺpcových lamelárnych zrnách sa môžu vytvárať počas depozície laserom, ktoré je potrebné zlepšiť prostredníctvom optimalizácie procesu (napríklad úpravy hustoty energie).
- Vplyv tepelného spracovania: Zvýšenie obsahu molybdénu (napríklad dvojité pridanie) môže zlepšiť odolnosť proti korózii, ale musí sa kombinovať s tepelným spracovaním 1050 stupňov, aby sa dosiahla najlepšia rovnováha výkonnosti.
- Reologické vlastnosti: Stanovenie polotuhého teplotného rozsahu liatia (1370-1390) poskytuje teoretickú podporu pre formovanie komplexných komponentov.
Záver
Stellite 21 sa stáva referenčným bodom pre priemyselné materiály s vysokou teplotou s adaptabilitou a prispôsobivosťou viacerých scenario. S rozvojom výrobnej technológie sa očakáva, že tento materiál dosiahne prielomy vo viacerých oblastiach a vstrekuje nový impulz do efektívneho a trvalo udržateľného rozvoja globálneho výrobného priemyslu.
