Стеллиты

Стеллитные сплавы представляют собой ряд кобальт-хромовых сплавов, предназначенных для обеспечения износостойкости . «Стеллит» также является зарегистрированной торговой маркой Kennametal Inc. и используется вместе со сплавами кобальта и хрома.

История

Стеллит был изобретен Элвудом Хейнсом. ^[1] в начале 1900-х годов, первоначально как материал для изготовления столовых приборов , которые не пачкались и не требовали постоянной чистки. Ему был предоставлен патент на два конкретных сплава в 1907 году и на два родственных в 1912 году; Получив эти четыре патента, он занялся производством металлических сплавов. В начале 1920-х годов, после значительного успеха во время Первой мировой войны в продажах режущего инструмента и высокоскоростных станков из стеллита, компания Хейнса была куплена Union Carbide , став ее «подразделением Stellite», и продолжила разработку и других сплавов. . В 1970 году компания была снова продана Cabot Corporation, а в 1985 году Cabot продала часть бизнеса Stellite. ^[2] Торговая марка Stellite была приобретена Kennametal в 2012 году.

Состав

Стеллитные сплавы включают ряд сплавов на основе кобальта со значительным содержанием хрома (до 33%) и вольфрама (до 18%). Некоторые из сплавов также содержат никель или молибден . Большинство из них имеют довольно высокое содержание углерода по сравнению с углеродистыми сталями.

Характеристики

Стеллитовые сплавы представляют собой семейство полностью немагнитных и коррозионностойких кобальтовых сплавов различного состава, оптимизированных для различных целей. подходят стеллитовые сплавы Для режущих инструментов , например, Stellite 100, поскольку этот сплав довольно тверд, сохраняет хорошую режущую кромку при высоких температурах и устойчив к закалке и отжигу . Другие сплавы Stellite разработаны для максимального сочетания износостойкости , коррозионной стойкости и способности выдерживать экстремальные температуры.

Стеллитовые сплавы обладают исключительной твердостью и вязкостью , а также обычно очень устойчивы к коррозии. Обычно деталь, изготовленная из сплава стеллита, отливается таким образом, что требуется лишь минимальная механическая обработка. Из-за очень высокой твердости многие стеллитовые сплавы в основном обрабатываются шлифованием , поскольку операции резания в некоторых сплавах вызывают значительный износ инструмента даже с твердосплавными пластинами. Сплавы стеллита также имеют тенденцию иметь чрезвычайно высокие температуры плавления из-за содержания кобальта и хрома.

Приложения

Типичные области применения сплавов Stellite включают пил зубья , наплавку и кислотостойкие детали машин. Стеллитовые сплавы стали важным усовершенствованием в производстве тарельчатых клапанов и седел клапанов , особенно выпускных клапанов двигателей внутреннего сгорания . За счет уменьшения их эрозии горячими газами интервал между техническим обслуживанием и перешлифовкой их седел был значительно увеличен. Стеллитовые сплавы также использовались в некоторых двигателях для толкателей кулачков, в частности, компанией Norton Motorcycle Company .

Первая треть стволов пулемета М2НВ и М60 пулемета (начиная с патронника ) футерована сплавом стеллита. ^[3]^[4] Запирающие выступы и плечи винтовок Voere Titan II также изготовлены из стеллита. В начале 1980-х годов в Соединенном Королевстве были проведены эксперименты по изготовлению искусственных тазобедренных суставов и других заменителей костей из сплавов стеллита, отлитых методом точного литья. Сплавы стеллита также используются для изготовления литых конструкций зубных протезов.

Сплавы стеллита применяются также при изготовлении токарных инструментов для токарных станков . С появлением и усовершенствованием инструментов с наконечниками он стал использоваться не так часто, но было обнаружено, что он обладает превосходными режущими свойствами по сравнению с ранними инструментами из углеродистой стали и даже с некоторыми инструментами из быстрорежущей стали , особенно при работе с трудными материалами, такими как нержавеющая сталь . При шлифовке заготовок требовалась осторожность, и на одном конце они были отмечены, чтобы указать правильную ориентацию, без чего режущая кромка могла преждевременно сколоться.

Хотя стеллитовые сплавы остаются предпочтительным материалом для некоторых внутренних деталей промышленных клапанов (наплавка седел клапанов), кобальтовые сплавы не рекомендуются на атомных электростанциях . В трубопроводах, которые могут сообщаться с реактором, небольшие количества могут попасть в технологическую жидкость и в конечном итоге попасть в реактор. Там кобальт будет активирован потоком нейтронов в реакторе и превратится в кобальт-60 , радиоизотоп с пятилетним периодом полураспада , который испускает очень энергичные гамма-лучи . Это явление более проблематично в реакторах с кипящими реакторами (BWR), поскольку пар находится в непосредственном контакте как с реактором, так и с паровой турбиной. Реакторы с водой под давлением (PWR) менее уязвимы. Хотя это и не представляет опасности для населения, примерно от трети до половины радиационного воздействия на атомщиков можно отнести к компонентам реактора, изготовленным из кобальтовых сплавов (или нержавеющей стали со следовыми количествами кобальта в ней).

Сплавы стеллита также использовались в качестве материала клетки для первого коммерчески доступного искусственного сердечного клапана , шарового клапана Старра-Эдвардса, впервые имплантированного в 1960 году.

Разновидности

Талонит — это сплав, аналогичный сплавам стеллита, который был подвергнут горячей прокатке и закален определенным образом, чтобы обеспечить сочетание твердости, износостойкости и обрабатываемости . Не все сплавы стеллита поддаются этому процессу прокатки.
Виталлий , используемый в стоматологии и медицинских имплантатах.

Примечания

^ «Круглый стол международных корпоративных лидеров WPI: Влияние развивающихся технологий на будущее бизнеса: выдающиеся достижения выпускников Вустерского политехнического института». Архивировано 12 марта 2009 г. в Wayback Machine . Элвуд Хейнс, выпуск 1881 года.
^ «Хейнс Интернэшнл — История нашей компании» . Архивировано из оригинала 01 февраля 2023 г. Проверено 19 марта 2017 г.
^ «Бочки, облицованные стеллитом» . Архивировано из оригинала 23 сентября 2021 г. Проверено 24 сентября 2021 г.
^ «Испытание пытками: американские боеприпасы MAG-58/M240 – Журнал защиты стрелкового оружия – Дэн Ши – 28 февраля 2013 г.» . Архивировано из оригинала 24 сентября 2021 года . Проверено 24 сентября 2021 г.

Внешние ссылки

Стеллит - Кеннаметал

[1] «Круглый стол международных корпоративных лидеров WPI: Влияние развивающихся технологий на будущее бизнеса: выдающиеся достижения выпускников Вустерского политехнического института». Архивировано 12 марта 2009 г. в Wayback Machine . Элвуд Хейнс, выпуск 1881 года.

[2] «Хейнс Интернэшнл — История нашей компании» . Архивировано из оригинала 01 февраля 2023 г. Проверено 19 марта 2017 г.

[3] «Бочки, облицованные стеллитом» . Архивировано из оригинала 23 сентября 2021 г. Проверено 24 сентября 2021 г.

[4] «Испытание пытками: американские боеприпасы MAG-58/M240 – Журнал защиты стрелкового оружия – Дэн Ши – 28 февраля 2013 г.» . Архивировано из оригинала 24 сентября 2021 года . Проверено 24 сентября 2021 г.

[1]

[2]

[3]

[4]