Сварочная проволока из кобальтового сплава Stellite 25 — характеристики и применение
Сварочная проволока из кобальтового сплава Stellite 25 (аналог марки CoCr20W15Ni по ГОСТ 5632, UNS R30605, DIN 2.4964) — это жаропрочный пруток сплошного сечения, предназначенный для наплавки и сварки узлов, работающих в условиях высоких температур, абразивного изнашивания и коррозионной среды. Материал относится к группе кобальт-хром-вольфрамовых сплавов с высоким содержанием никеля, что обеспечивает стабильность аустенитной структуры без склонности к деформационному мартенситному превращению.
Химический состав Stellite 25 регламентирован и включает хром в диапазоне 19–21%, вольфрам 14–16%, никель 9–11%. Углерод ограничен 0,10%, что отличает данную марку от литейных стеллитов типа Stellite 6 и обеспечивает повышенную пластичность наплавленного металла. Именно сочетание твёрдого раствора на кобальтовой основе с карбидным упрочнением позволяет сохранять механические свойства при нагреве до 980 C.
Технологические параметры наплавки
Проволока Stellite 25 поставляется в бухтах или на катушках диаметром 1,2; 1,6; 2,4 и 3,2 мм. Наплавка выполняется в среде аргона (TIG) или в среде углекислого газа и аргона (MIG). Для аргонодуговой сварки рекомендуется сила тока 120–200 А при напряжении 12–16 В, для полуавтоматической — 180–280 А. Предварительный подогрев не требуется, однако для толстостенных деталей из низколегированных сталей допустим подогрев до 150–200 C для снижения скорости охлаждения и предотвращения трещин в зоне сплавления.
Наплавленный металл характеризуется следующими показателями:
- твёрдость в состоянии после наплавки — 22–30 HRC;
- предел прочности при растяжении — 690–860 МПа;
- относительное удлинение — 30–40%;
- плотность — 8,3 г/см;
- температура солидуса — 1330 C.
Низкая твёрдость по сравнению с другими стеллитами компенсируется высокой ударной вязкостью и стойкостью к термоциклированию. Сплав не склонен к охрупчиванию при длительной выдержке в интервале 600–900 C, что критично для оборудования энергетического машиностроения.
Применение в промышленности
Сварочная проволока Stellite 25 востребована при изготовлении и ремонте узлов газотурбинных установок, где требуется сочетание жаропрочности и сопротивления окислению. Основные области использования:
- лопатки и сопловые аппараты газовых турбин;
- камеры сгорания и жаровые трубы;
- клапаны двигателей внутреннего сгорания и их сёдла;
- уплотнительные поверхности арматуры высокотемпературных трубопроводов;
- детали печного оборудования и термических агрегатов;
- узлы крепежа и пружинные элементы, работающие при 700–900 C.
В химической промышленности материал применяется для наплавки уплотнительных поверхностей запорной арматуры, контактирующей с агрессивными средами при повышенной температуре. В авиастроении проволока используется для ремонта лопаток турбин и восстановления геометрии деталей горячего тракта.
Свариваемость и совместимость с основными металлами
Stellite 25 может наплавляться на углеродистые и низколегированные стали, нержавеющие стали аустенитного класса, а также на никелевые сплавы. При наплавке на ферритные стали необходимо учитывать различие коэффициентов термического расширения — для толстостенных деталей рекомендуется нанесение промежуточного слоя из аустенитной проволоки типа 309L. Соединение кобальтового сплава с никелевыми жаропрочными сплавами выполняется без ограничений.
| Диаметр, мм | Сварочный ток TIG, А | Сварочный ток MIG, А | Напряжение, В | Расход аргона, л/мин |
|---|---|---|---|---|
| 1,2 | 90–140 | 140–200 | 14–18 | 10–12 |
| 1,6 | 120–180 | 180–250 | 15–19 | 12–14 |
| 2,4 | 180–260 | 240–320 | 17–22 | 14–16 |
Проволока поставляется в чистом виде без флюса, поверхность очищена от окалины и загрязнений. Хранение осуществляется в сухом отапливаемом помещении при относительной влажности не более 60%. Перед использованием рекомендуется протереть поверхность проволоки чистой ветошью, смоченной ацетоном, для удаления следов консервационной смазки.
Вопросы и ответы
Чем Stellite 25 отличается от Stellite 6?
Stellite 25 содержит 9–11% никеля и 14–16% вольфрама при низком содержании углерода (до 0,10%), тогда как Stellite 6 имеет 1,2% углерода и до 4,5% вольфрама. В результате Stellite 25 обладает более высокой пластичностью, ударной вязкостью и стойкостью к термоударам, но уступает Stellite 6 по твёрдости и абразивной стойкости.
Требуется ли предварительный подогрев при наплавке Stellite 25?
Для большинства применений подогрев не требуется. При наплавке на толстостенные детали из низколегированных сталей рекомендуется подогрев до 150–200 C для замедления охлаждения и предотвращения образования трещин в зоне термического влияния.
Каким методом сварки выполняется наплавка проволокой Stellite 25?
Наиболее распространены аргонодуговая сварка неплавящимся электродом (TIG) и полуавтоматическая сварка плавящимся электродом в среде аргона (MIG). Возможно применение плазменной наплавки и лазерной наплавки при соответствующем подборе режимов.
До какой температуры Stellite 25 сохраняет работоспособность?
Сплав сохраняет механические свойства и стойкость к окислению при длительной эксплуатации до 980 C. Кратковременная работа возможна при температурах до 1100 C, однако при этом снижается твёрдость и возрастает скорость окалинообразования.
