Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Сварочная проволока из кобальтового сплава Stellite 21: характеристики, применение и режимы наплавки
Сварочная проволока из кобальтового сплава Stellite 21 (UNS R30021, по AWS A5.21 ERCoCr-E) — присадочный материал для наплавки износостойких и жаростойких слоёв на детали, работающие при одновременном действии абразивного изнашивания, ударных нагрузок и высоких температур. Сплав системы Co–Cr–Mo–Ni–C относится к группе стеллитов с умеренной твёрдостью и повышенной пластичностью матрицы: в отличие от литых карбидных стеллитов (Stellite 6, Stellite 12), он сохраняет вязкость и сопротивляется растрескиванию наплавленного слоя при термоциклировании.
Химический состав и структура наплавленного металла
Молибден в составе повышает стойкость к горячей коррозии и стабилизирует гранецентрированную кубическую решётку кобальтового твёрдого раствора. Углерод формирует карбиды типа M23C6 и M6C, распределённые по пластичной матрице. Такое сочетание обеспечивает твёрдость 25–35 HRC в наплавленном состоянии без термической обработки и сохранение механических свойств при нагреве до 800–850 C.
- Кобальт — основа, обеспечивает жаропрочность и стойкость к схватыванию
- Хром — 26–29 %, формирует оксидную плёнку и карбидную фазу
- Молибден — 4,5–6,0 %, повышает сопротивление горячей коррозии
- Никель — 2,0–3,0 %, стабилизирует аустенитную матрицу
- Углерод — 0,20–0,35 %, регулирует объём карбидов и твёрдость
- Железо, кремний, марганец — примеси в пределах стандарта
Технологические параметры наплавки
Проволока поставляется диаметрами 1,2; 1,6; 2,4 и 3,2 мм в бухтах или на катушках. Наплавку ведут аргонодуговым способом (TIG) с присадочным прутком либо плазменно-порошковой и лазерной наплавкой с подачей проволоки. Для TIG-процесса применяют ток прямой полярности, защитный газ — аргон чистотой 99,99 %. Предварительный подогрев деталей из углеродистых и низколегированных сталей — 300–450 C, что снижает скорость охлаждения и предотвращает образование холодных трещин в переходной зоне.
| Параметр | Диаметр 1,2 мм | Диаметр 1,6 мм | Диаметр 2,4 мм | Диаметр 3,2 мм |
|---|---|---|---|---|
| Сварочный ток, А | 90–140 | 140–200 | 200–280 | 280–360 |
| Напряжение дуги, В | 14–18 | 16–22 | 20–26 | 24–30 |
| Расход аргона, л/мин | 10–14 | 12–16 | 14–18 | 16–20 |
| Твёрдость слоя, HRC | 28–33 | 27–33 | 26–32 | 25–31 |
Области применения
Наплавленный слой Stellite 21 применяют там, где требуется сочетание ударной вязкости и сопротивления износу при повышенных температурах. Типовые узлы:
- Сёдла и тарелки клапанов двигателей внутреннего сгорания, выпускные клапаны газовых компрессоров
- Уплотнительные поверхности задвижек и шаровых кранов нефтегазовой арматуры
- Шнеки и корпуса экструдеров в переработке полимеров
- Ножи горячей резки проката на металлургических станах
- Лопатки и уплотнения горячей части газовых турбин
- Валки правильных машин и направляющие клетей прокатных станов
Обработка и совместимость
Наплавленный металл обрабатывается только шлифованием твёрдосплавным или абразивным инструментом; механическая обработка резцом возможна после высокотемпературного отжига, который снижает твёрдость. Слой совместим с углеродистыми, низколегированными, нержавеющими аустенитными и мартенситными сталями, а также с никелевыми сплавами. При наплавке на высокоуглеродистые инструментальные стали рекомендуется буферный подслой из никелевого сплава для компенсации различия коэффициентов термического расширения.
Вопросы и ответы
Чем Stellite 21 отличается от Stellite 6 при наплавке?
Stellite 21 содержит молибден и меньше углерода, поэтому уступает Stellite 6 по твёрдости (25–35 HRC против 38–45 HRC), но превосходит его по ударной вязкости и стойкости к растрескиванию при термоциклировании. Выбор определяется соотношением абразивного износа и ударных нагрузок в узле.
Какой предварительный подогрев нужен перед наплавкой?
Для углеродистых и низколегированных сталей — 300–450 C в зависимости от толщины детали и содержания углерода. Для аустенитных нержавеющих сталей подогрев обычно не требуется, но необходим контроль межпроходной температуры не выше 200 C.
До какой температуры сохраняется работоспособность наплавленного слоя?
Слой сохраняет твёрдость и сопротивление горячей коррозии при длительной работе до 800–850 C. Кратковременный нагрев до 900 C допустим без необратимой потери свойств.
Можно ли наплавлять Stellite 21 на чугун?
Прямая наплавка на чугун не рекомендуется из-за отбеливания и трещинообразования. Применяют буферный подслой из никелевого или никель-железного сплава, наплавляемый при минимальной погонной энергии.