Кобальтовая проволока Stellite 21: характеристики, применение и параметры наплавки
Кобальтовая проволока Stellite 21 — это сварочный присадочный материал на основе кобальт-хром-молибденового сплава, соответствующий стандарту AWS A5.21 ERCoCr-E и UNS R30021. Сплав относится к системе Co–Cr–Mo с содержанием хрома 26–29 % и молибдена 4,5–6,0 %, что обеспечивает сочетание стойкости к абразивному износу и сопротивления ударным нагрузкам. В отличие от карбидообразующих марок (Stellite 6, Stellite 12), данная композиция формирует преимущественно твёрдый раствор с включениями карбидов типа MC и MC, что снижает склонность к образованию трещин при многослойной наплавке.
Технические характеристики проволоки
Проволока выпускается в виде сплошного прутка или катушечной проволоки диаметром от 1,2 до 4,0 мм. Температура плавления сплава находится в диапазоне 1260–1350 C, а твёрдость наплавленного слоя после чистовой обработки составляет 25–32 HRC (в литом состоянии — до 38 HRC). Ключевая особенность Stellite 21 — сохранение механических свойств при нагреве до 800 C и устойчивость к термической усталости в условиях циклических нагрузок.
| Параметр | Значение | Единица | Условия | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Диаметр проволоки | 1,2–4,0 | мм | стандартный сортамент | ГОСТ 2246 |
| Твёрдость наплавки | 25–32 | HRC | после отпуска | ASTM E18 |
| Предел прочности | 860–950 | МПа | 20 C | ASTM E8 |
| Относительное удлинение | 8–12 | % | 20 C | ASTM E8 |
| Рабочая температура | до 800 | C | длительная эксплуатация | — |
Области применения
Проволока Stellite 21 применяется для наплавки и восстановления деталей, работающих в условиях одновременного воздействия ударных нагрузок, абразивного износа и повышенных температур. Типовые узлы:
- Сёдла и клапаны арматуры высокого давления в нефтегазовой отрасли (задвижки, обратные клапаны).
- Шнеки и корпуса экструдеров в переработке полимеров при температуре до 500 C.
- Ножи горячей резки проката на металлургических станах.
- Уплотнительные поверхности деталей центробежных насосов химического производства.
- Клапаны ДВС и детали газотурбинных установок.
Технология наплавки
Наплавка проволокой Stellite 21 выполняется методами TIG (GTAW) или MIG (GMAW) с использованием защитного газа аргона (для TIG) или смеси Ar + 2–5 % CO (для MIG). Рекомендуемый ток наплавки для диаметра 1,6 мм составляет 90–130 А при напряжении 14–18 В. Предварительный подогрев основного металла до 200–400 C обязателен для сталей с углеродным эквивалентом выше 0,4 %. После наплавки рекомендуется медленное охлаждение под теплоизоляционным покрытием для предотвращения образования холодных трещин.
Вопросы и ответы
Чем Stellite 21 отличается от Stellite 6?
Stellite 21 содержит молибден вместо вольфрама, что снижает твёрдость (25–32 HRC против 38–45 HRC у Stellite 6), но повышает ударную вязкость и сопротивление термоциклированию. Stellite 21 предпочтителен для узлов с ударными нагрузками.
Какой защитный газ применяется при наплавке проволокой Stellite 21?
Для TIG используется чистый аргон (99,99 %), для MIG — смесь Ar + 2–5 % CO. Применение чистого CO не рекомендуется из-за повышенного разбрызгивания и окисления легирующих элементов.
Требуется ли термообработка после наплавки Stellite 21?
Термообработка не требуется. Наплавленный слой сохраняет свойства в литом состоянии. Для снятия остаточных напряжений в основном металле допускается отпуск при 600–650 C, если это предусмотрено технологией изготовления детали.
Какая максимальная толщина наплавки за один проход?
Рекомендуемая толщина одного слоя — 2–3 мм. При большей толщине возрастает риск образования горячих трещин. Многослойная наплавка выполняется с перекрытием валиков 30–40 %.
