Trong những năm gần đây, với nhu cầu ngày càng tăng đối với các vật liệu hiệu suất cao trong ngành sản xuất, Stellite 21, một hợp kim dựa trên Cobalt (Co-CR-MO), đã trở thành một lựa chọn phổ biến trong ngành do khả năng chống nhiệt độ cao, kháng mòn và chống ăn mòn. Nghiên cứu mới nhất cho thấy vật liệu này có tiềm năng ứng dụng tuyệt vời trong sản xuất phụ gia, sửa chữa khuôn và thiết bị năng lượng, và đang thúc đẩy đổi mới công nghệ trong các ngành công nghiệp liên quan.
Thuộc tính vật chất: Một toàn bộ trong môi trường nhiệt độ cao
Stellite 21 được sinh ra ở giữa -1930 s. Ưu điểm cốt lõi của nó nằm ở các cacbua cứng phân tán trong ma trận dựa trên coban, giúp cải thiện đáng kể độ cứng và khả năng chịu hao mòn của vật liệu, nhưng cũng giảm nhẹ độ dẻo. So với các hợp kim sê-ri sao khác (như Stellite 6 có chứa vonfram), Stellite 21 thay thế vonfram bằng molybdenum và sử dụng hàm lượng carbon thấp hơn (<0.4%), so that it still maintains high strength at high temperatures and has excellent corrosion resistance.
- Kháng mòn: Ở 500 độ, Stellite 21 có điện trở hao mòn cao hơn nhiều so với thép không gỉ, làm cho nó đặc biệt phù hợp để rèn, các thành phần van và các ứng dụng khác đòi hỏi phải có khả năng chống trượt.
- Tính ổn định nhiệt độ cao: Các thí nghiệm cho thấy nó thể hiện ít hao mòn hơn và tuổi thọ dài hơn trong điều kiện rèn nhiệt độ cao.
- Khả năng chống ăn mòn: Các phương pháp điều trị bằng cacbon hóa huyết tương thấp và nhiệt độ thấp có thể tăng cường hơn nữa khả năng chống ăn mòn của nó, đặc biệt là trong môi trường ion clorua.
Khu vực ứng dụng: Từ sửa chữa đến sản xuất sáng tạo
- Sửa chữa khuôn và sản xuất phụ gia
Công nghệ lắng đọng kim loại laser (LMD) sử dụng bột Stellite 21 để sửa chữa khuôn rèn nóng. Tuổi thọ của khuôn được sửa chữa được mở rộng đáng kể và vấn đề bám dính của việc rèn đã giảm.
Nghiên cứu đã xác nhận rằng độ cứng của lớp phủ sản xuất phụ gia có thể đạt đến 610-670 HV, tương đương với hiệu suất của các công cụ thương mại.
- Năng lượng và hàng không vũ trụ
Trong thiết bị phát điện, lớp ốp laser của Stellite 21 cho thấy khả năng chống mài mòn tương tự với Stellite 6, nhưng với chi phí thấp hơn, làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng cho lưỡi tuabin và niêm phong bơm. Ngoài ra, sức mạnh cơ học và khả năng chống leo ở nhiệt độ cao cũng làm cho nó trở thành trọng tâm của sự chú ý trong các thành phần động cơ hàng không vũ trụ.
- Y tế và hóa dầu
Là một vật liệu tương thích sinh học, Stellite 21 đã được sử dụng trong các khớp nhân tạo và cấy ghép nha khoa trong những ngày đầu. Trong lĩnh vực hóa dầu, khả năng chống lại hơi nước áp suất cao và phương tiện ăn mòn làm cho nó trở thành lựa chọn đầu tiên cho các bộ phận lõi van.
Tiến trình nghiên cứu: Tối ưu hóa và thách thức cùng tồn tại
- Mặc dù Stellite 21 có hiệu suất tuyệt vời, nghiên cứu mới nhất đã tiết lộ các vấn đề tiềm ẩn trong cấu trúc vi mô của nó:
- Độ xốp và microcracks: Khiếm khuyết trong các hạt lamellar cột có thể hình thành trong quá trình lắng đọng laser, cần được cải thiện thông qua tối ưu hóa quá trình (như điều chỉnh mật độ năng lượng).
- Ảnh hưởng của xử lý nhiệt: Tăng hàm lượng molybden (như bổ sung kép) có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn, nhưng nó cần được kết hợp với xử lý nhiệt 1050 độ để đạt được sự cân bằng tốt nhất về hiệu suất.
- Tính chất lưu biến: Xác định phạm vi nhiệt độ đúc bán rắn (1370-1390 độ) cung cấp hỗ trợ lý thuyết cho việc đúc các thành phần phức tạp.
Phần kết luận
Stellite 21 đang trở thành một chuẩn mực cho các vật liệu công nghiệp ở nhiệt độ cao với khả năng thích ứng và khả năng tùy biến đa khoa học. Với sự tiến bộ của công nghệ sản xuất, vật liệu này dự kiến sẽ đạt được những đột phá trong nhiều lĩnh vực hơn, đưa động lực mới vào sự phát triển hiệu quả và bền vững của ngành sản xuất toàn cầu.
