Stellit - Stellite
Stellit to gama stopów kobaltowo-chromowych zaprojektowanych pod kątem odporności na zużycie . Stopy mogą również zawierać wolfram lub molibden oraz niewielką, ale ważną ilość węgla .
Historia
Stellite jest nazwą handlową Kennametal Inc. Wcześniej była własnością Union Carbide , Stellite Division. Wynaleziony przez Elwooda Haynesa na początku XX wieku jako materiał do wyrobu sztućców , które nie plamią się ani nie wymagają ciągłego czyszczenia.
Kompozycja
Stopy stellitowe to gama stopów na bazie kobaltu , ze znacznym udziałem chromu (do 33%) i wolframu (do 18%). Niektóre stopy zawierają również nikiel lub molibden . Większość z nich ma dość wysoką zawartość węgla w porównaniu ze stalami węglowymi, chociaż zawierają mniej niż 3% żelaza, a w stopach stellitu węgiel jest głównie związany z chromem, tworząc twarde cząstki węglika chromu, które są rozproszone w stopach na bazie kobaltu matryca.
Nieruchomości
Stellit to rodzina całkowicie niemagnetycznych i odpornych na korozję stopów kobaltu o różnych składach, zoptymalizowanych do różnych zastosowań. Stopem obecnie najbardziej odpowiednim do narzędzi skrawających , na przykład, jest Stellite 100, ponieważ stop ten jest dość twardy, zachowuje dobrą krawędź skrawającą w wysokiej temperaturze i jest odporny na hartowanie i wyżarzanie . Inne stopy są formułowane tak, aby zmaksymalizować kombinację odporności na zużycie , odporności na korozję lub odporności na ekstremalne temperatury.
Stopy stellitowe wykazują wyjątkową twardość i wytrzymałość , a także są zwykle bardzo odporne na korozję. Zazwyczaj część stellitowa jest precyzyjnie odlewana, dzięki czemu wymagana jest tylko minimalna obróbka. Ze względu na bardzo wysoką twardość wiele stopów stellitu jest obrabianych głównie przez szlifowanie , ponieważ operacje skrawania w niektórych stopach powodują znaczne zużycie narzędzi nawet w przypadku płytek z węglików spiekanych . Stopy mają również tendencję do bardzo wysokich temperatur topnienia ze względu na zawartość kobaltu i chromu.
Aplikacje
Typowe zastosowania obejmują zęby pił , napawanie i części maszyn odporne na kwasy . Stellit był znaczącym ulepszeniem w produkcji zaworów grzybkowych i gniazd zaworów do zaworów, zwłaszcza zaworów wydechowych, silników spalinowych . Dzięki ograniczeniu ich erozji spowodowanej gorącymi gazami, okres między konserwacją a ponownym szlifowaniem ich gniazd został dramatycznie wydłużony. Stellit był również używany w niektórych silnikach do popychaczy, zwłaszcza przez Norton Motorcycle Company .
Pierwsza trzecia luf karabinów maszynowych M2HB i M60 (poczynając od komory ) wyłożona jest stellitem. Uchwyty blokujące i ramiona karabinów Voere Titan II również zostały wykonane ze stellitu. We wczesnych latach 80-tych przeprowadzono w Wielkiej Brytanii eksperymenty nad wytwarzaniem sztucznych stawów biodrowych i innych protez kości z precyzyjnie odlewanych stopów stellitu. Jest również szeroko stosowany do wykonywania konstrukcji odlewanych protez zębowych.
Stellit był również wykorzystywany do produkcji narzędzi tokarskich do tokarek . Wraz z wprowadzeniem i udoskonaleniem narzędzi z końcówkami nie jest on używany tak często, ale okazało się, że ma lepsze właściwości skrawania w porównaniu z wczesnymi narzędziami ze stali węglowej , a nawet niektórymi narzędziami ze stali szybkotnącej , zwłaszcza w przypadku trudnych materiałów, takich jak stal nierdzewna . Niezbędna była ostrożność podczas szlifowania półwyrobów, które zostały oznaczone na jednym końcu, aby pokazać prawidłową orientację, bez której krawędź skrawająca mogłaby się przedwcześnie wykruszać.
Podczas gdy stellit pozostaje materiałem z wyboru na niektóre części wewnętrzne zaworów procesów przemysłowych (napawanie gniazd zaworów), jego stosowanie jest odradzane w elektrowniach jądrowych . W rurach, które mogą komunikować się z reaktorem, niewielkie ilości stellitu zostaną uwolnione do płynu procesowego i ostatecznie dostaną się do reaktora. Tam kobalt zostałby aktywowany przez strumień neutronów w reaktorze i stałby się kobaltem-60 , radioizotopem o pięcioletnim okresie półtrwania, który uwalnia bardzo energetyczne promienie gamma . Zjawisko to jest bardziej problematyczne w instalacjach z reaktorem wrzącej wody (BWR), ponieważ para jest w bezpośrednim kontakcie zarówno z reaktorem, jak i turbiną parową. Konstrukcje reaktorów wodnych ciśnieniowych (PWR) są mniej podatne. Chociaż nie stanowi to zagrożenia dla ogółu społeczeństwa, około jednej trzeciej do połowy narażenia pracowników jądrowych można przypisać użyciu stellitu i śladowych ilości kobaltu w stali nierdzewnej. Zamienniki stellitu zostały opracowane przez przemysł, takie jak „ NOREM ” Instytutu Energetyki Elektrycznej , które zapewniają akceptowalną wydajność bez kobaltu. Odkąd pod koniec lat 70. XX wieku przemysł jądrowy w Stanach Zjednoczonych zaczął zastępować napawanie gniazd zaworów Stellite i zaostrzyć specyfikacje dotyczące kobaltu w stalach nierdzewnych, narażenie pracowników na kobalt-60 znacznie spadło.
Stellit został również użyty jako materiał klatkowy dla pierwszej dostępnej na rynku sztucznej zastawki serca , klatkowej zastawki kulowej Starr-Edwards, wszczepionej po raz pierwszy w 1960 roku.
Odmiany
- Talonit jest stopem podobnym do stellitu, który został walcowany na gorąco i utwardzony w szczególny sposób, aby zapewnić kombinację twardości, odporności na zużycie i skrawalności . Nie wszystkie stopy Stellitu poddają się temu procesowi walcowania.
- Vitallium , stosowany doimplantów dentystycznych i medycznych.