Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Углеродсодержащие износостойкие кобальтохромовые сплавы.
Сплавы "Stellite" – это группа кобальтохромовых сплавов, разработанных для обеспечения износостойкости. "Stellite" также является зарегистрированным товарным знаком компании Kennametal Inc. и используется в отношении кобальтохромовых сплавов.
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.
История
Стеллит был изобретен Элвудом Хейнсом в начале 1900-х годов, первоначально как материал для изготовления столовых приборов, которые не тускнели бы и не требовали постоянной чистки. В 1907 году ему были выданы патенты на два конкретных сплава, а в 1912 году – на два связанных с ними; получив эти четыре патента, он занялся производством своих металлических сплавов. В начале 1920-х годов, после значительного успеха во время Первой мировой войны в продаже режущего инструмента и высокоскоростных станков, изготовленных из стеллита, компания Хейнса была приобретена Union Carbide и стала ее "подразделением Stellite", продолжив разработку других сплавов. В 1970 году компания была продана Cabot Corporation, а в 1985 году Cabot продала часть бизнеса, связанную со стеллитом. Торговая марка Stellite была приобретена компанией Kennametal в 2012 году.
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.
Состав
Сплавы стеллита включают в себя ряд кобальтсодержащих сплавов со значительным содержанием хрома (до 33%) и вольфрама (до 18%). Некоторые из этих сплавов также содержат никель или молибден. По сравнению с углеродистыми сталями, большинство из них характеризуются относительно высоким содержанием углерода.
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.
Свойства
Стеллитные сплавы – это семейство полностью немагнитных и коррозионностойких кобальтовых сплавов различного состава, оптимизированных для различных областей применения. Стеллитные сплавы хорошо подходят для изготовления режущего инструмента, например, Стеллит 100, поскольку этот сплав достаточно тверд, сохраняет хорошую режущую кромку при высоких температурах и устойчив к упрочнению и отпуску. Другие стеллитные сплавы разработаны для достижения максимального сочетания износостойкости, коррозионной стойкости или способности выдерживать экстремальные температуры. Стеллитные сплавы демонстрируют выдающуюся твердость и вязкость, а также обычно обладают высокой коррозионной стойкостью. Как правило, деталь, изготовленная из стеллитного сплава, прецизионно отливается, что позволяет свести к минимуму последующую механическую обработку. Из-за очень высокой твердости многие стеллитные сплавы обрабатываются преимущественно шлифованием, так как резание некоторых сплавов приводит к значительному износу инструмента даже при использовании карбидных вставок. Стеллитные сплавы также, как правило, имеют очень высокие температуры плавления благодаря содержанию кобальта и хрома.
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.
Приложения
Типичные области применения стеллитовых сплавов включают зубья пил, нанесение износостойкого покрытия и кислотостойкие детали машин. Стеллитовые сплавы стали значительным усовершенствованием в производстве тарельчатых клапанов и седел клапанов, особенно выпускных клапанов двигателей внутреннего сгорания. За счет снижения эрозии от горячих газов значительно увеличился интервал между техническим обслуживанием и перешлифовкой седел. Стеллитовые сплавы также использовались в некоторых двигателях для толкателей кулачка, в частности компанией Norton Motorcycle Company. Первая треть стволов пулеметов M2HB и M60 (начиная от патронника) облицована стеллитовым сплавом. Захваты и упоры винтовок Voere Titan II также содержат стеллитовый сплав. В начале 1980-х годов в Великобритании проводились эксперименты по изготовлению искусственных тазобедренных суставов и других протезов костей из прецизионных отливок стеллитовых сплавов. Стеллитовые сплавы также используются для изготовления литой основы зубных протезов. Стеллитовые сплавы также применялись в производстве токарных резцов для токарных станков. С появлением и усовершенствованием твердосплавных резцов их использование стало менее распространенным, но было установлено, что они обладают превосходными режущими свойствами по сравнению с ранними инструментами из углеродистой стали и даже некоторыми быстрорежущими сталями, особенно при обработке труднообрабатываемых материалов, таких как нержавеющая сталь. При шлифовке заготовок требовалась осторожность, и их маркировали на одном конце для указания правильной ориентации, иначе режущая кромка могла преждевременно скалываться. Хотя стеллитовые сплавы остаются предпочтительным материалом для определенных внутренних деталей в промышленных регулирующих клапанах (нанесение износостойкого покрытия на седло клапана), применение кобальтовых сплавов не рекомендуется на атомных электростанциях. В трубопроводах, имеющих связь с реактором, небольшое количество вещества может попадать в рабочую жидкость и, в конечном итоге, в реактор. Там кобальт активируется потоком нейтронов в реакторе и превращается в кобальт-60, радиоизотоп с периодом полураспада пять лет, который испускает высокоэнергетические гамма-лучи. Эта проблема более актуальна для реакторов с кипящей водой (BWR), поскольку пар находится в непосредственном контакте как с реактором, так и с паровой турбиной. Реакторы с водой под давлением (PWR) менее подвержены этому. Хотя это не представляет опасности для населения, примерно треть или половина дозы радиации, получаемой работниками атомной отрасли, может быть связана с компонентами реактора, изготовленными из кобальтовых сплавов (или нержавеющей стали с незначительным содержанием кобальта). Стеллитовые сплавы также использовались в качестве материала для каркаса первого коммерчески доступного искусственного сердечного клапана – шарового клапана Starr Edwards, впервые имплантированного в 1960 году.
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.
Сорты
Талонит – сплав, подобный сплавам на основе стеллита, который подвергся горячей прокатке и специальной закалке для обеспечения сочетания твердости, износостойкости и обрабатываемости. Не все сплавы на основе стеллита поддаются такой прокатке. Виталлиум используется в стоматологии и для изготовления медицинских имплантатов.
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.