Сварной кобальтовый пруток Stellite F в Минске

Сварной кобальтовый пруток Stellite F: характеристики и применение

Сварной кобальтовый пруток Stellite F — это литой стеллитовый сплав на кобальтовой основе, легированный хромом, вольфрамом и никелем, предназначенный для газовой и TIG-наплавки износостойких покрытий. Сплав относится к группе Co-Cr-W-Ni и сочетает высокую твёрдость с повышенной стойкостью к ударным нагрузкам по сравнению с чисто вольфрамовыми стеллитами. Пруток поставляется в виде литых стержней диаметром 3,2–8,0 мм длиной 500–1000 мм без покрытия, что позволяет применять его в процессах наплавки с использованием ацетилено-кислородного пламени или вольфрамового электрода в среде аргона.

Химический состав и структура

Основу сплава составляет кобальт — 45–50 %. Хром вводится в количестве 25–30 % и обеспечивает жаростойкость и коррозионную стойкость матрицы. Вольфрам — 10–15 % — формирует тугоплавкие карбиды WC и сложные карбиды CrC, которые определяют абразивную стойкость наплавленного слоя. Никель — 8–12 % — стабилизирует гранецентрированную кубическую решётку кобальта и повышает пластичность, снижая склонность к образованию горячих трещин. Углерод — 1,4–1,8 % — необходим для карбидообразования. Структура литого прутка — дендритная аустенитно-карбидная; после наплавки формируется эвтектическая матрица с равномерно распределёнными карбидами.

Механические и эксплуатационные свойства наплавленного слоя

Твёрдость наплавленного слоя Stellite F составляет 38–44 HRC, что ниже, чем у Stellite 6 (40–47 HRC), однако ударная вязкость выше в 1,5–2 раза. Предел прочности при сжатии достигает 1800–2100 МПа. Коэффициент трения по стали в условиях сухого скольжения — 0,12–0,18. Сплав сохраняет работоспособность при температурах до 800 C в окислительной среде и до 900 C в восстановительной. Стойкость к абразивному износу по ASTM G65 (потеря массы) — 0,18–0,25 г при нагрузке 130 Н.

Технология наплавки

Наплавку Stellite F выполняют газовым способом с использованием флюса на основе буры или TIG-методом с присадочным прутком. Подготовка поверхности включает механическую зачистку до металлического блеска и обезжиривание. Предварительный подогрев основного металла — 200–400 C в зависимости от марки стали и толщины детали. Ток при TIG-наплавке — 90–130 А для прутка диаметром 4,0 мм, расход аргона — 10–14 л/мин. Наплавку ведут короткими валиками с перекрытием 30–40 % для минимизации остаточных напряжений. Последующая термообработка не требуется, но медленное охлаждение под слоем асбеста или термоодеяла снижает риск трещинообразования.

Области применения

• Уплотнительные поверхности запорной и регулирующей арматуры нефтегазовой отрасли — седла, клинья, золотники, работающие при перепадах давления до 25 МПа.
• Шнеки и корпуса экструдеров для переработки полимеров с абразивными наполнителями (стекловолокно, минеральные добавки).
• Ножи и режущие кромки оборудования для измельчения и грануляции в целлюлозно-бумажной промышленности.
• Клапаны и сёдла двигателей внутреннего сгорания, работающих на тяжёлом топливе, а также детали газотурбинных установок.
• Рабочие органы смесителей и мешалок в химическом производстве при контакте с агрессивными средами и абразивными суспензиями.
• Направляющие и упоры прокатных станов, подверженные ударно-абразивному износу при температурах до 700 C.

Сравнение с другими стеллитами

В отличие от Stellite 6 с твёрдостью 40–47 HRC и содержанием вольфрама 4–6 %, пруток Stellite F содержит больше вольфрама и никеля, что обеспечивает повышенную стойкость к ударным нагрузкам при незначительном снижении абразивной стойкости. По сравнению с Stellite 12 (твёрдость 47–52 HRC) сплав F менее хрупок и лучше сопротивляется термоциклированию. Это делает его предпочтительным для деталей, испытывающих знакопеременные нагрузки и теплосмены, например для арматуры паропроводов и выхлопных систем.

Вопросы и ответы