Проволока Stellite 25: кобальтовый сплав для наплавки и высокотемпературных соединений
Проволока Stellite 25 — сварочный и наплавочный материал на основе кобальта, соответствующий сплаву UNS R30605 (также известному как Haynes 25 / L605). В отличие от литых стеллитов с высоким содержанием карбидов, данная проволока представляет собой деформируемый кобальт-хром-вольфрам-никелевый сплав с преимущественно твёрдорастворным упрочнением. Это обеспечивает сочетание жаропрочности до 1000–1100 C, стойкости к сульфидной и ванадиевой коррозии, а также высокой прочности при растяжении в диапазоне 860–1000 МПа в зависимости от состояния поставки.
Материал поставляется в виде сплошной проволоки диаметром от 0,8 до 4,0 мм для аргонодуговой сварки (TIG), а также в формате прутков для газопламенной наплавки. Типичные диаметры — 1,2; 1,6; 2,4; 3,2 мм. Проволока применяется как присадочный материал для соединения деталей из сплавов на кобальтовой и никелевой основе, а также для наплавки уплотнительных поверхностей и кромок, работающих в условиях одновременного действия высоких температур и агрессивных сред.
Технические характеристики проволоки Stellite 25
| Параметр | Значение | Единица | Условие | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Содержание Co | 49–52 | % | основа | UNS R30605 |
| Содержание Cr | 19–21 | % | — | AMS 5796 |
| Содержание W | 14–16 | % | — | AMS 5796 |
| Содержание Ni | 9–11 | % | — | AMS 5796 |
| Предел прочности | 860–1000 | МПа | 20 C | ASTM F90 |
| Твёрдость | 25–35 | HRC | после наплавки | — |
| Рабочая температура | до 1100 | C | окислительная среда | — |
Области применения
- Наплавка уплотнительных поверхностей клапанов и седел арматуры энергетических парогенераторов и ГТУ.
- Сварка камер сгорания, форсунок и жаровых труб газотурбинных установок.
- Изготовление и ремонт деталей авиационных двигателей, работающих при температуре выше 800 C.
- Наплавка кромок штампов горячей деформации в металлургическом производстве.
- Соединение элементов выхлопных систем и коллекторов в нефтехимических печах пиролиза.
- Восстановление изношенных поверхностей деталей арматуры высокого давления в атомной энергетике.
Технологические особенности сварки и наплавки
Проволока Stellite 25 требует предварительного подогрева основного металла до 200–400 C при наплавке на углеродистые и низколегированные стали для предотвращения образования холодных трещин. При TIG-сварке применяется постоянный ток прямой полярности, защитный газ — аргон высокой чистоты (99,99 %). Скорость подачи проволоки подбирается в зависимости от толщины наплавляемого слоя и требуемой глубины проплавления.
Сплав склонен к наклёпу при механической обработке, поэтому наплавленные поверхности обрабатывают твердосплавным инструментом или шлифованием. Термическая обработка после наплавки не требуется, однако для снятия остаточных напряжений возможен отжиг при 800–850 C с последующим медленным охлаждением.
Сравнение с альтернативными наплавочными материалами
- В отличие от Stellite 6 (литой кобальтовый сплав с карбидным упрочнением), проволока Stellite 25 обеспечивает более высокую пластичность и стойкость к термоусталости.
- По сравнению с никелевыми сплавами Inconel 625 и Hastelloy C-276, Stellite 25 превосходит их по жаропрочности выше 900 C, но уступает по сопротивлению солевой коррозии.
- Наплавка проволокой Stellite 25 даёт меньшую твёрдость, чем Stellite 21, однако сохраняет механические свойства при более высоких температурах.
Вопросы и ответы
Каким стандартам соответствует проволока Stellite 25?
Материал поставляется по UNS R30605, AMS 5796, AMS 5759 и ASTM F90. Для сварочной проволоки дополнительно применяются требования AWS A5.21 (класс ERCoCr-C).
При какой максимальной температуре сохраняется работоспособность наплавки?
Наплавленный слой сохраняет прочность и стойкость к окислению до 1000–1100 C в окислительных средах. В восстановительных средах и при наличии сернистых соединений верхний предел снижается до 800–900 C.
Требуется ли термообработка после наплавки проволокой Stellite 25?
Обязательная термообработка не требуется. Для снятия остаточных напряжений в массивных деталях применяют отжиг при 800–850 C с охлаждением в печи или на воздухе.
Какой защитный газ используется при TIG-сварке?
Применяется аргон чистотой не ниже 99,99 %. Для повышения стабильности дуги допускается добавка гелия до 30 %. Расход газа — 8–12 л/мин в зависимости от диаметра проволоки.
