Стеллитные сплавы представляют собой ряд кобальт-хромовых сплавов , предназначенных для обеспечения износостойкости . «Стеллит» также является зарегистрированной торговой маркой Kennametal Inc. и используется вместе со сплавами кобальта и хрома.
Как отмечалось выше, Stellite является товарным знаком Kennametal Inc. [1] До этого он принадлежал Union Carbide , Stellite Division. [2] Изобретён Элвудом Хейнсом [3] в начале 1900-х годов как материал для изготовления столовых приборов , которые не оставляют пятен и не требуют постоянной чистки.
Стеллитные сплавы включают ряд сплавов на основе кобальта со значительным содержанием хрома (до 33%) и вольфрама (до 18%). Некоторые из сплавов также содержат никель или молибден . Большинство из них имеют довольно высокое содержание углерода по сравнению с углеродистыми сталями.
Стеллитовые сплавы представляют собой семейство полностью немагнитных и коррозионностойких кобальтовых сплавов различного состава, оптимизированных для различных целей. Для режущих инструментов подходят стеллитовые сплавы , например, Stellite 100, поскольку этот сплав довольно твердый, сохраняет хорошую режущую кромку при высоких температурах и устойчив к закалке и отжигу . Другие сплавы Stellite разработаны для максимального сочетания износостойкости , коррозионной стойкости и способности выдерживать экстремальные температуры.
Стеллитовые сплавы обладают исключительной твердостью и вязкостью , а также обычно очень устойчивы к коррозии. Обычно деталь, изготовленная из сплава стеллита, отливается точно так, что требуется лишь минимальная механическая обработка. Из-за очень высокой твердости многие стеллитовые сплавы в основном обрабатываются шлифованием , поскольку операции резания в некоторых сплавах вызывают значительный износ инструмента даже с твердосплавными пластинами. Сплавы стеллита также имеют тенденцию иметь чрезвычайно высокие температуры плавления из-за содержания кобальта и хрома.
Типичные области применения сплавов Stellite включают зубья пил , наплавку и кислотостойкие детали машин. Стеллитовые сплавы стали важным усовершенствованием в производстве тарельчатых клапанов и седел клапанов , особенно выпускных клапанов двигателей внутреннего сгорания . За счет уменьшения их эрозии горячими газами интервал между техническим обслуживанием и перешлифовкой их седел был значительно увеличен. Стеллитовые сплавы также использовались в некоторых двигателях для толкателей кулачков, в частности, компанией Norton Motorcycle Company .
Первая треть стволов пулемета М2НВ и пулемета М60 (начиная с патронника ) футерована сплавом стеллита. [4] [5] Запирающие выступы и плечи винтовок Voere Titan II также изготовлены из стеллитового сплава. В начале 1980-х годов в Соединенном Королевстве проводились эксперименты по изготовлению искусственных тазобедренных суставов и других заменителей костей из прецизионных литых сплавов стеллита. Сплавы стеллита также используются для изготовления литых конструкций зубных протезов.
Сплавы стеллита применяются также при изготовлении токарных инструментов для токарных станков . С появлением и усовершенствованием инструментов с наконечниками он стал использоваться не так часто, но было обнаружено, что он обладает превосходными режущими свойствами по сравнению с ранними инструментами из углеродистой стали и даже с некоторыми инструментами из быстрорежущей стали , особенно при работе с трудными материалами, такими как нержавеющая сталь . При шлифовке заготовок требовалась осторожность, и на одном конце они были отмечены, чтобы указать правильную ориентацию, без чего режущая кромка могла преждевременно сколоться.
Хотя стеллитовые сплавы остаются предпочтительным материалом для некоторых внутренних деталей промышленных клапанов (наплавка седел клапанов), кобальтовые сплавы не рекомендуются на атомных электростанциях . В трубопроводах, которые могут сообщаться с реактором, небольшие количества могут попасть в технологическую жидкость и в конечном итоге попасть в реактор. Там кобальт будет активирован потоком нейтронов в реакторе и превратится в кобальт-60 , радиоизотоп с пятилетним периодом полураспада , который испускает очень энергичные гамма-лучи . Это явление более проблематично для реакторов с кипящими водо-водяными реакторами (BWR), поскольку пар находится в непосредственном контакте как с реактором, так и с паровой турбиной. Реакторы с водой под давлением (PWR) менее уязвимы. Хотя это и не представляет опасности для населения, от трети до половины случаев облучения работников атомной отрасли можно связать с использованием кобальтового сплава и следами количества кобальта в нержавеющих сталях.
Стеллитовые сплавы также использовались в качестве материала клетки для первого коммерчески доступного искусственного сердечного клапана , шарового клапана Старра-Эдвардса, впервые имплантированного в 1960 году.