En els darrers anys, amb la creixent demanda de materials d’alt rendiment a la indústria manufacturera, Stellite 21, un aliatge basat en cobalt (CO-CR-MO), s’ha convertit en una elecció popular a la indústria a causa de la seva excel·lent resistència a la temperatura d’alta temperatura, resistència al desgast i resistència a la corrosió. Les darreres investigacions mostren que aquest material té un gran potencial d’aplicació en la fabricació d’additius, la reparació de motlles i els equips energètics i està promovent la innovació tecnològica en indústries relacionades.
Propietats del material: un tot rounder en ambients d’alta temperatura
Stellite 21 va néixer al mig -1930 s. El seu avantatge bàsic rau en els carburs durs dispersos a la matriu basada en cobalt, que millora significativament la duresa i la resistència al desgast del material, però també redueix lleugerament la ductilitat. En comparació amb altres aliatges de sèries d’esteles (com ara Stellite 6 que conté tungstè), Stellite 21 substitueix el tungstè per molibdè i utilitza un menor contingut de carboni (<0.4%), so that it still maintains high strength at high temperatures and has excellent corrosion resistance.
- Resistència al desgast: a 500 graus, Stellite 21 té una resistència al desgast molt més elevada que l’acer inoxidable, cosa que la fa especialment adequada per forjar matrius, components de vàlvules i altres aplicacions que requereixen resistència al desgast lliscant.
- Estabilitat de temperatura alta: els experiments mostren que presenta menys desgast i una vida més llarga en condicions de forja d’alta temperatura.
- Resistència a la corrosió: els tractaments carburitzadors plasmàtics de baixa i alta temperatura poden millorar encara més la seva resistència a la corrosió, especialment en els ambients ions de clorur.
Àrees d’aplicació: des de la reparació fins a la fabricació innovadora
- Reparació de motlles i fabricació additiva
La tecnologia de deposició de metalls làser (LMD) utilitza Stellite 21 en pols per reparar motlles de forja calenta. La vida del motlle reparat s’amplia significativament i es redueix el problema d’adhesió dels forjaments.
La investigació ha confirmat que la duresa del seu recobriment de fabricació additiva pot arribar a 610-670 HV, que és comparable al rendiment de les eines comercials.
- Energia i aeroespace
En els equips de generació d'energia, la capa de revestiment làser de Stellite 21 mostra una resistència al desgast similar a Stellite 6, però a un cost inferior, convertint -la en una elecció ideal per a les fulles de turbina i els segells de la bomba. A més, la seva resistència mecànica i la seva resistència a les temperatures altes també la converteixen en un focus d’atenció en els components del motor aeroespacial.
- Medical i Petroquímic
Com a material biocompatible, Stellite 21 es va utilitzar en articulacions artificials i implants dentals en els primers dies. Al camp petroquímic, la seva capacitat per resistir el vapor d’alta pressió i els mitjans corrosius el converteixen en la primera opció per a les parts del nucli de la vàlvula.
Progrés de la investigació: optimització i reptes que conviuen
- Tot i que Stellite 21 té un excel·lent rendiment, les darreres investigacions han revelat problemes potencials en la seva microestructura:
- Porositat i microcracks: els defectes dels grans lamel·lars columnes es poden formar durant la deposició del làser, que cal millorar mitjançant l’optimització de processos (com ara l’ajust de la densitat d’energia).
- Influència del tractament tèrmic: L’augment del contingut de molibdè (com la doble addició) pot millorar la resistència a la corrosió, però s’ha de combinar amb un tractament tèrmic de 1050 graus per aconseguir el millor equilibri de rendiment.
- Propietats reològiques: La determinació del rang de temperatura de colada semi-sòlid (1370-1390 grau) proporciona un suport teòric per al modelat de components complexos.
Conclusió
Stellite 21 s’està convertint en un punt de referència per a materials industrials d’alta temperatura amb la seva adaptabilitat i personalització de diversos escenaris. Amb l’avanç de la tecnologia de fabricació, s’espera que aquest material aconsegueixi avenços en més camps, injectant un nou impuls a l’eficiència i el desenvolupament sostenible de la indústria de la fabricació global.
