Көміртекті қамтитын тозуға төзімді кобальт-хром қоспалары
Stellite
Кобальт-хром қоспалары (Stellite) тозуға төзімді, кесу құралдарында қолданылады. 1900-жылдар басында ойлап табылып, қазір Kennametal Inc. тауар таңбасымен белгілі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Көміртекті қамтитын тозуға төзімді кобальт-хром қорытпалары. Стеллит қорытпалары – тозуға төзімділікке арналған кобальт-хром қорытпаларының бір түрі. "Stellite" – Kennametal Inc. компаниясының тіркелген тауар таңбасы және кобальт-хром қорытпаларымен байланысты қолданылады.
Carbon containing wear resistant cobalt chromium alloys
Stellite alloys are a range of cobalt chromium alloys designed for wear resistance. "Stellite" is also a registered trademark of Kennametal Inc. and is used in association with cobalt chromium alloys.
Тарих
Стеллитті 1900 жылдардың басында Элвуд Хейнс ойлап тапты. Алғашқыда ол, дақтанбайтын және үнемі тазалауды қажет етпейтін асүй құралдарын жасауға арналған материал ретінде пайдаланылды. 1907 жылы оған екі нақты қорытпаға, ал 1912 жылы олармен байланысты екі қорытпаға патент берілді; осы төрт патентті алғаннан кейін ол металл қорытпаларын өндірумен айналыса бастады. 1920 жылдардың басында, Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде стеллиттен жасалған кескіш құралдар мен жоғары жылдамдықты станоктарды сатудағы үлкен жетістіктен кейін, Хейнстің компаниясын Union Carbide сатып алды, ол оның "Стеллит бөлімшесі" атанды және басқа да қорытпаларды әзірлеуді жалғастырды. 1970 жылы компания тағы да Cabot Corporation компаниясына сатылды, ал 1985 жылы Cabot бизнестің Стеллит бөлігін сатты. Стеллит тауарлық белгісін Kennametal 2012 жылы сатып алды.
Stellite was invented by Elwood Haynes in the early 1900s, initially as a material for making cutlery that would not stain or require constant cleaning. He was granted a patent for two specific alloys in 1907, and for two related ones in 1912; once he had these four patents he went into the business of producing his metal alloys. In the early 1920s, after considerable success during World War I in sales of cutting tools and high speed machine tools made from Stellite, Haynes's company was bought by Union Carbide, becoming its "Stellite division", and continued to develop other alloys as well. The company was sold again in 1970 to Cabot Corporation, and in 1985 Cabot sold off the Stellite portion of the business. The Stellite trademark was acquired by Kennametal in 2012.
Құрамы
Стеллит қорытпалары – кобальт негізіндегі қорытпалардың әртүрлі тобын қамтиды, олардың құрамында хромий (33%-ға дейін) және вольфрам (18%-ға дейін) көп мөлшерде болады. Кейбір қорытпаларға никель немесе молибден де қосылады. Көптеген қорытпалардың көміртектік құрамы көміртекті болаттармен салыстырғанда жоғары болады.
Stellite alloys include a range of cobalt based alloys, with significant proportions of chromium (up to 33%) and tungsten (up to 18%). Some of the alloys also contain nickel or molybdenum. Most of them have fairly high carbon content when compared to carbon steels.
Қасиеттері
Стеллит қорытпалары – әр түрлі қолдануға оңтайландырылған, әртүрлі құрамдағы, тотығуға төзімді және мүлдем магниттік емес кобальт қорытпаларының тобы. Стеллит қорытпалары, мысалы, Stellite 100, кесу құралдары үшін өте қолайлы, себебі бұл қорытпа өте қатты, жоғары температурада кесу жиегін жақсы сақтайды және қатаю мен оттеуге төзімді. Басқа Стеллит қорытпалары тозуға, коррозияға төзімділік немесе экстремалды температураға төзу қабілетін барынша арттыру үшін жасалған. Стеллит қорытпалары ерекше қаттылық және иілгіштік көрсетеді, сондай-ақ әдетте коррозияға өте төзімді болады. Әдетте, Стеллит қорытпасынан жасалған деталь дәл құйылады, сондықтан минималды ғана өңдеу қажет. Стеллит қорытпаларының өте жоғары қаттылығына байланысты, олар көбінесе ұнтақтау арқылы өңделеді, себебі кейбір қорытпаларда кесу операциялары карбидті ұштармен де құралдың айтарлықтай тозуына себеп болады. Стеллит қорытпаларының құрамындағы кобальт пен хромның арқасында олар өте жоғары балқу температурасына ие.
Stellite alloys are a family of completely non magnetic and corrosion resistant cobalt alloys of various compositions that have been optimised for different uses. Stellite alloys are suited for cutting tools, for example, is Stellite 100, because this alloy is quite hard, maintains a good cutting edge at high temperature, and resists hardening and annealing. Other Stellite alloys are formulated to maximize combinations of wear resistance, corrosion resistance, or ability to withstand extreme temperatures. Stellite alloys display outstanding hardness and toughness, and are also usually very resistant to corrosion. Typically, a part produced with a Stellite alloy is precisely cast so that only minimal machining is necessary. Due to the very high hardness many Stellite alloys are primarily machined by grinding, as cutting operations in some alloys cause significant tool wear even with carbide inserts. Stellite alloys also tend to have extremely high melting points due to the cobalt and chromium content.
Қолданбалар
Стеллит қорытпаларының кең таралған қолданыс аймақтарына ара тістері, қатты жалану және қышқылға төзімді машина бөліктерін жасау жатады. Стеллит қорытпалары ішкі жану қозғалтқыштарының клапандары мен клапандық ұяларының өндірісінде маңызды жетістік болды, әсіресе шығару клапандары үшін. Ыстық газдардың әсерінен тозуды азайту арқасында, клапан ұяларын жөндеу және қайта өңдеу аралығы айтарлықтай ұзартылды. Стеллит қорытпалары кейбір қозғалтқыштарда камералық ілемелер үшін де қолданылды, атап айтқанда Norton Motorcycle Company компаниясында. M2HB және M60 пулеметтерінің камерадан басталатын алғашқы үштен бірі стеллит қорытпасымен қапталған. Voere Titan II мылтығының құлыптағыш тіреулері мен иықтары да стеллит қорытпасынан жасалған. 1980 жылдардың басында Ұлыбританияда дәл құйылған стеллит қорытпаларынан жасалған жасанды жамбас буындары мен басқа сүйек алмастырулар бойынша тәжірибелер жүргізілді. Стеллит қорытпалары тіс протездерінің құйма конструкциясын жасау үшін де пайдаланылады. Стеллит қорытпалары токарлық станоктардағы кескіш құралдарды жасауда да қолданылды. Қабықталған құралдардың енгізілуімен оның қолданылу жиілігі азайды, бірақ ол ертедегі көміртекті болат құралдардан және тіпті кейбір жылдам кесетін болат құралдардан, әсіресе тот баспайтын болат сияқты қиын өңделетін материалдарға қатысты, жоғары кесу қасиеттерін көрсетті. Дайындамаларды ұнтақтау кезінде сақтық қажет болды, олар дұрыс бағытты көрсету үшін бір жағынан белгіленді, әйтпесе кескіш жиегі ертерек сынып қалуы мүмкін. Стеллит қорытпалары өнеркәсіптік клапандардың ішкі бөліктері үшін таңдаулы материал болып қала береді (клапан ұясын қатты жалануы), бірақ ядролық электр станцияларында кобальт қорытпаларын пайдалануға кеңес берілмейді. Реактормен байланысқа түсуі мүмкін құбырлардағы аз мөлшердегі кобальт процестік сұйықтыққа шығып, соңында реакторға енуі мүмкін. Онда кобальт реактордағы нейтрондық сәулеленудің әсерінен белсенділеніп, кобальт-60-қа айналады, ол 5 жылдық жартылай ыдырау периоды бар радиоизотоп, және өте қуатты гамма сәулелерін шығарады. Бұл құбылыс қайнаған су реакторларында (BWR) көбірек маңызға ие, себебі бу реактормен де, бу турбинасымен де тікелей байланыста болады. Қысымды су реакторларында (PWR) бұл құбылысқа аз ұшырайды. Жалпы халық үшін қауіпті болмаса да, ядролық қызметкерлердің сәулеленуге ұшырауының үштен бірінен жартысына дейінгі бөлігі кобальт қорытпаларынан (немесе құрамында кобальттың іздері бар тот баспайтын болаттан) жасалған реактор компоненттеріне байланысты болуы мүмкін. Стеллит қорытпалары 1960 жылы алғаш рет имплантацияланған алғашқы коммерциялық қолжетімді жасанды жүрек клапаны, Старр Эдвардс қақпақты шарлы клапанының қақпақ материалы ретінде де қолданылды.
Typical applications for Stellite alloys include saw teeth, hardfacing, and acid resistant machine parts. Stellite alloys were a major improvement in the production of poppet valves and valve seats for the valves, particularly exhaust valves, of internal combustion engines. By reducing their erosion from hot gases, the interval between maintenance and re grinding of their seats was dramatically lengthened. Stellite alloys have also been used in some engines for the cam followers, particularly by the Norton Motorcycle Company. The first third of the M2HB machine gun and M60 machine gun barrels (starting from the chamber) are lined with a Stellite alloy. The locking lugs and shoulders of Voere Titan II rifles also include a Stellite alloy. In the early 1980s, experiments were done in the United Kingdom to make artificial hip joints and other bone replacements out of precision cast Stellite alloys. Stellite alloys are also used for making the cast structure of dental prostheses. Stellite alloys have also been used in the manufacture of turning tools for lathes. With the introduction and improvements in tipped tools it is not used as often, but it was found to have superior cutting properties compared to the early carbon steel tools and even some high speed steel tools, especially against difficult materials such as stainless steel. Care was needed in grinding the blanks and these were marked at one end to show the correct orientation, without which the cutting edge could chip prematurely. While Stellite alloys remain the material of choice for certain internal parts in industrial process valves (valve seat hardfacing), cobalt alloys have been discouraged in nuclear power plants. In piping that can communicate with the reactor, tiny amounts could be released into the process fluid and eventually enter the reactor. There the cobalt would be activated by the neutron flux in the reactor and become cobalt 60, a radioisotope with a five year half life that releases very energetic gamma rays. This phenomenon is more problematic in boiling water reactor (BWR) plants, since the steam is in direct contact with both the reactor and the steam turbine. Pressurized water reactor (PWR) designs are less susceptible. While not a hazard to the general public, about a third to a half of nuclear worker exposures to radiation could be traced to reactor components made of cobalt alloys (or stainless steel with trace amounts of cobalt in it). Stellite alloys have also used as the cage material for the first commercially available artificial heart valve, the Starr Edwards caged ball valve, first implanted in 1960.
Түрлері
Талонит – стеллит қорытпаларына ұқсас қорытпа, арнайы әдіспен ыстық прокатталып, қатайтылған, осылайша қатаңдық, тозуға төзімділік және өңдеуге ыңғайлылық сипаттамаларының үйлесімі қамтамасыз етіледі. Барлық стеллит қорытпалары осы прокаттау процесіне жауап бермейді. Виталий, стоматология және медициналық имплантаттарда қолданылады.
Talonite is an alloy similar to Stellite alloys which has been hot rolled and hardened in a particular manner, to provide a combination of hardness, wear resistance and machinability. Not all Stellite alloys respond to this rolling process. Vitallium, used for dentistry and medical implants.