Электроды из кобальтового сплава PolyStel 21: состав и назначение
Электрод из кобальтового сплава PolyStel 21 — это сварочный материал на основе литой кобальт-хром-молибденовой системы, предназначенный для наплавки деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного износа, ударных нагрузок и повышенных температур. Сплав PolyStel 21 соответствует зарубежным аналогам группы CoCrMo по классификации ASTM F75 и применяется для восстановления геометрии и упрочнения поверхностей ответственного оборудования.
Химический состав электродов PolyStel 21 характеризуется содержанием хрома в диапазоне 27–30%, молибдена 5–7%, а также никеля и вольфрама в качестве легирующих добавок. Такая система легирования обеспечивает формирование наплавленного металла с высокой твёрдостью в пределах 28–35 HRC в состоянии после наплавки и способностью к упрочнению под воздействием рабочих нагрузок за счёт деформационного мартенситного превращения.
Технологические особенности наплавки
Электроды PolyStel 21 относятся к категории покрытых электродов для ручной дуговой сварки (MMA). Наплавка выполняется на постоянном токе обратной полярности (DC+), рекомендуемая сила тока — 90–130 А в зависимости от диаметра стержня. Сплав склонен к образованию горячих трещин при перегреве ванны, поэтому требуется соблюдение режимов предварительного подогрева для массивных деталей и контроль межслойной температуры, которая не должна превышать 250 C.
Наплавленный слой PolyStel 21 отличается высокой стойкостью к кавитационному изнашиванию и эрозии, что делает его пригодным для работы в гидравлических системах и насосном оборудовании. Коэффициент линейного расширения сплава близок к показателям углеродистых и низколегированных сталей, что снижает риск отслоения покрытия при циклических термических нагрузках.
Применение электродов PolyStel 21
Основная область использования — наплавка рабочих органов и восстановление изношенных поверхностей в следующих отраслях:
- энергетическое машиностроение — уплотнительные поверхности арматуры, седла и тарелки клапанов, работающие при температуре до 600 C;
- химическое и нефтегазовое оборудование — детали насосов, шнеки, смесители, контактирующие с агрессивными средами;
- гидротурбинное оборудование — лопасти рабочих колёс, направляющие аппараты, подверженные кавитационному износу;
- металлургическое производство — ролики рольгангов, валки, ножи горячей резки;
- цементная промышленность — била дробилок, бронеплиты, конусы циклонов.
Наплавка PolyStel 21 выполняется в один или несколько слоёв без ограничений по толщине. Сплав не требует обязательной термической обработки после наплавки, однако для ответственных изделий рекомендуется медленное охлаждение в термостате или под слоем асбеста для снятия остаточных напряжений.
Сравнение с другими кобальтовыми сплавами
В отличие от сплавов типа стеллит 6 (CoCrW), PolyStel 21 имеет пониженное содержание углерода и вольфрама, что обеспечивает более высокую пластичность наплавленного металла и лучшую обрабатываемость резанием. Твёрдость PolyStel 21 ниже, чем у стеллита 6, однако сплав превосходит его по стойкости к циклическим ударным нагрузкам и термической усталости.
| Параметр | PolyStel 21 | Стеллит 6 | Стеллит 12 | Стеллит 1 |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость наплавки, HRC | 28–35 | 38–44 | 42–48 | 48–55 |
| Содержание углерода, % | 0,20–0,30 | 0,90–1,40 | 1,60–2,00 | 2,20–2,60 |
| Стойкость к ударам | высокая | средняя | низкая | очень низкая |
| Обрабатываемость резанием | хорошая | удовлетворительная | ограниченная | только шлифование |
Электроды PolyStel 21 поставляются диаметрами 3,2 и 4,0 мм, упаковка — герметичные пеналы по 5 кг, предохраняющие покрытие от увлажнения. Перед применением электроды рекомендуется прокаливать при температуре 250–300 C в течение 1–2 часов для удаления адсорбированной влаги и предотвращения пористости наплавленного слоя.
Вопросы и ответы
Какие режимы сварки рекомендуются для электродов PolyStel 21?
Наплавка выполняется на постоянном токе обратной полярности (DC+). Для электродов диаметром 3,2 мм рекомендуемый ток — 90–110 А, для диаметра 4,0 мм — 110–130 А. Напряжение дуги поддерживается в диапазоне 22–28 В.
Требуется ли предварительный подогрев перед наплавкой PolyStel 21?
Для массивных деталей с толщиной стенки более 25 мм рекомендуется предварительный подогрев до 150–200 C для замедления скорости охлаждения и предотвращения трещинообразования. Межслойная температура не должна превышать 250 C.
Можно ли наплавлять PolyStel 21 на нержавеющие стали?
Да, сплав совместим с аустенитными и мартенситными нержавеющими сталями. Для снижения риска образования хрупких интерметаллидных фаз на границе сплавления рекомендуется выполнять первый слой электродами с никелевой основой.
Какая максимальная рабочая температура для наплавленного слоя PolyStel 21?
Сплав сохраняет механические свойства до температуры 600 C. При длительной эксплуатации выше 650 C наблюдается выделение сигма-фазы, что приводит к охрупчиванию наплавленного металла.
