Кобальтовый наплавочный порошок Stellite 31 в Минске

Кобальтовый наплавочный порошок Stellite 31: состав, свойства и применение

Кобальтовый наплавочный порошок Stellite 31 — это газо- или плазменно-напыляемый материал на основе кобальт-хром-вольфрамовой системы, соответствующий UNS R30031 (Alloy 31). Порошок предназначен для восстановления и упрочнения поверхностей деталей, работающих при высоких температурах и в условиях сухого трения. В отличие от литых прутков Stellite 31, порошковая форма обеспечивает равномерную микроструктуру покрытия и минимальное разбавление основным металлом при наплавке.

Химический состав и структурные особенности

Матрица сплава — кобальт с ГЦК-решёткой, устойчивой до 900 C без полиморфных превращений. Основные легирующие элементы:

• Кобальт (Co) — основа, 48–54 %
• Хром (Cr) — 25–27 %, формирует карбиды CrC и обеспечивает жаростойкость
• Вольфрам (W) — 7–8 %, повышает твёрдость и сопротивление абразивному износу
• Никель (Ni) — 9–11 %, стабилизирует аустенитную матрицу
• Углерод (C) — 0,4–0,6 %, образует эвтектические карбиды
• Железо (Fe) — не более 2 %, кремний (Si) — 0,5–1,5 %, марганец (Mn) — до 1 %

Микроструктура покрытия — кобальтовая матрица с равномерно распределёнными карбидами хрома и вольфрама. Твёрдость наплавленного слоя — 40–46 HRC в состоянии после наплавки, после упрочнения — до 50 HRC. Пористость при плазменной наплавке не превышает 1 %.

Технические характеристики порошка

Технологии нанесения

Порошок Stellite 31 применяется в следующих процессах:

• Плазменная наплавка с переносом дуги (PTA) — основной метод для клапанов и седел
• HVOF-напыление — для уплотнительных поверхностей и валов
• Лазерная наплавка — для локального восстановления без деформации основы
• Плазменное напыление в защитной атмосфере — для ответственных узлов

Оптимальная толщина слоя — 0,5–3 мм за один проход. Предварительный подогрев основы до 300–400 C снижает риск образования трещин при наплавке на углеродистые и низколегированные стали.

Области применения

• Арматура энергетических установок: седла и тарелки клапанов паровых турбин
• Нефтегазовое оборудование: уплотнительные поверхности задвижек, шпиндели
• Металлургия: ролики зон вторичного охлаждения МНЛЗ, направляющие проводки
• Химическое машиностроение: детали насосов, работающих с абразивными средами
• Авиационные двигатели: элементы камер сгорания и сопловых аппаратов

В энергетике покрытие Stellite 31 на седлах клапанов обеспечивает ресурс до 40 000 часов без потери герметичности при температуре пара 540–560 C. В нефтегазовой отрасли наплавка применяется на шпинделях фонтанной арматуры, контактирующих с пластовой водой и механическими примесями.

Сравнение с аналогами

По сравнению с Stellite 6, порошок Stellite 31 содержит больше никеля и вольфрама, что повышает стойкость к горячей коррозии, но снижает ударную вязкость. В отличие от никелевых самофлюсующихся сплавов (NiCrBSi), кобальтовая основа Stellite 31 сохраняет твёрдость при 700–800 C, тогда как никелевые покрытия разупрочняются выше 600 C.

Вопросы и ответы