Stellite 6
مقدمة عن Stellite 6
يُعد Stellite 6 أكثر سبائك الكوبالت-الكروم استخدامًا ضمن عائلة Stellite، وذلك بفضل توازنه بين مقاومة التآكل بالاهتراء ومقاومة التآكل الكيميائي والصلادة المتوسطة. ويُظهر أداءً ممتازًا في حالات التلامس معدن-إلى-معدن، وفي البيئات ذات التوصيل الحراري المنخفض، ومع السوائل المسبِّبة للتآكل. وبفضل مقاومته للتلاصق (Galling) واستقراره عند درجات الحرارة العالية، فإن Stellite 6 مناسب جدًا لمكونات الصمامات وأجزاء المضخات والمحامل التي يجب أن تتحمل احتكاكًا مستمرًا وهجومًا تآكليًا.
تُعد هذه السبيكة مثالية للأجزاء المشغَّلة بتقنية CNC التي تتطلب عمر خدمة طويلًا ودقة أبعاد عالية في التجميعات الميكانيكية المعرضة لتآكل انزلاقي وتعرّض كيميائي. وقد جعلت قابليتها للتكيّف وسهولة تشغيلها نسبيًا (مقارنة بدرجات Stellite الأعلى صلادة) وثبات أدائها منها مادة مفضلة في صناعات الطيران والنووية والبتروكيميائية والبحرية.
الخواص الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية لسبيكة Stellite 6
Stellite 6 (UNS R30006 / AMS 5387 / ISO 5832-4) هي سبيكة قائمة على الكوبالت تُنتَج عادةً عبر الصب، أو ترسيبات اللحام (Weld Overlays)، أو تعدين المساحيق قبل التشطيب النهائي بتقنية CNC.
التركيب الكيميائي (نموذجي)
العنصر | نطاق التركيب (٪ وزني) | الدور الرئيسي |
|---|---|---|
الكوبالت (Co) | الباقي (≥55.0) | طور المصفوفة الذي يوفّر صلادة ساخنة ومقاومة للتآكل |
الكروم (Cr) | 27.0–32.0 | مقاومة الأكسدة وتكوين طبقة تخميل في البيئات المسببة للتآكل |
التنغستن (W) | 4.5–6.5 | تعزيز كربيدي لزيادة مقاومة الاهتراء |
الكربون (C) | 1.0–1.4 | محتوى كربيدات متوسط لمنع التلاصق (anti-galling) |
النيكل (Ni) | ≤3.0 | يزيد المتانة والليونة |
الحديد (Fe) | ≤3.0 | عنصر سبائكي متبقٍ |
السيليكون (Si) | ≤1.2 | يحسّن السيولة وجودة سطح القطعة أثناء الصب |
المنغنيز (Mn) | ≤1.0 | يحسّن قابلية التشغيل على الساخن |
الخواص الفيزيائية
الخاصية | القيمة (نموذجية) | المعيار/شرط الاختبار |
|---|---|---|
الكثافة | 8.65 غ/سم³ | ASTM B311 |
نطاق الانصهار | 1240–1345°م | ASTM E1268 |
التوصيل الحراري | 12.5 واط/م·ك عند 100°م | ASTM E1225 |
المقاومية الكهربائية | 0.96 ميكروأوم·م عند 20°م | ASTM B193 |
التمدد الحراري | 12.7 ميكرومتر/م·°م (20–400°م) | ASTM E228 |
السعة الحرارية النوعية | 415 جول/كغ·ك عند 20°م | ASTM E1269 |
معامل المرونة | 210 غيغاباسكال عند 20°م | ASTM E111 |
الخواص الميكانيكية (كما صُبَّت أو HIP + معالجة حرارية)
الخاصية | القيمة (نموذجية) | معيار الاختبار |
|---|---|---|
الصلادة | 38–44 HRC (كما صُبَّت) / حتى 46 HRC (بعد معالجة HIP) | ASTM E18 |
مقاومة الشد | 800–1000 ميغاباسكال | ASTM E8/E8M |
مقاومة الخضوع (0.2٪) | 500–600 ميغاباسكال | ASTM E8/E8M |
الاستطالة | 3–5٪ | ASTM E8/E8M |
مؤشر مقاومة الاهتراء | >2× من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 | ASTM G65 |
الخصائص الرئيسية لسبيكة Stellite 6
مقاومة ممتازة للتلاصق والاهتراء الانزلاقي: مثالية للأسطح التي تتعرض لاحتكاك مستمر حتى دون تزييت.
مقاومة ممتازة للتآكل: مناسبة للعمل في الأوساط الحمضية والمالحة والمؤكسِدة، بما في ذلك مياه البحر والمواد الكيميائية التشغيلية.
الاستقرار الحراري: أداء موثوق حتى 800°م مع احتفاظ بالصلادة وتحمّل الأبعاد.
ميزة قابلية التشغيل: أسهل في تشغيل CNC من الدرجات الأعلى صلادة مثل Stellite 3 أو Stellite 12، مع الحفاظ على أداء ممتاز ضد الاهتراء.
تحديات وحلول تشغيل CNC لسبيكة Stellite 6
تحديات التشغيل
أطوار كربيد كاشطة
يمكن لكربيدات التنغستن أن تُبلِّد الأدوات بسرعة، خصوصًا مع التشغيل عالي السرعة أو عند استخدام طلاءات أدوات غير مناسبة.
تكوّن الحافة المتراكمة (Built-Up Edge)
قد يحدث فيضان سائل التبريد أو التصاق المادة دون تبريد مناسب وهندسة حافة صحيحة، ما يؤثر على السماحات وجودة السطح.
التصلّد بالعمل بدرجة متوسطة
قد تزيد مرورّات الأداة المتكررة من صلادة السطح، مما يجعل تمريرات التشطيب أكثر صعوبة إذا لم يتم ترتيب التسلسل بشكل صحيح.
استراتيجيات التشغيل المُحسّنة
اختيار الأداة
المعلمة | التوصية | المبرر |
|---|---|---|
مادة الأداة | كربيد (K30–K40) مطلي بتقنية PVD؛ وCBN للتشطيب | يتحمل الكربيدات الكاشطة مع الحفاظ على ثبات الحافة |
الطلاء | AlTiN أو TiAlCrN (3–5 ميكرومتر) | يقلل الاهتراء الحراري والاحتكاك |
الهندسة | زاوية ميل محايدة (0° إلى +5°)، نصف قطر حافة مصقول 0.02–0.05 مم | يقلل قوى القطع وتكسّر حافة الأداة |
معلمات القطع (ISO 3685)
العملية | السرعة (م/دقيقة) | التغذية (مم/لفة) | عمق القطع (مم) | ضغط سائل التبريد (بار) |
|---|---|---|---|---|
تشغيل خشن | 12–18 | 0.20–0.30 | 2.0–3.0 | 100–120 |
تشطيب | 22–30 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 120–150 |
المعالجة السطحية لأجزاء Stellite 6 المشغَّلة
الضغط المتساوي الحرارة الساخن (HIP)
HIP عند 1150°م و150 ميغاباسكال يزيل المسامية ويعزز تجانس البنية المجهرية، مما يحسن أداء التعب والاهتراء معًا.
المعالجة الحرارية
المعالجة الحرارية يمكن استخدامها لتخفيف الإجهاد وضبط توزيع الكربيدات بدقة، بما يضمن استقرارًا طويل الأمد.
لحام السبائك الفائقة
لحام السبائك الفائقة باستخدام ترسيبات TIG أو PTA يضمن بقاء مناطق الاهتراء قوية بعد التشغيل النهائي بتقنية CNC.
الطلاء الحاجز للحرارة (TBC)
طلاء TBC يرفع الأداء في الأجزاء المعرضة لتآكل البخار أو الغاز عند درجات حرارة مرتفعة.
التشغيل بالتفريغ الكهربائي (EDM)
EDM يتيح تفاصيل دقيقة وتحمّلات ضيقة في الأجزاء المُصلّدة، مع Ra <0.6 ميكرومتر.
حفر الثقوب العميقة
حفر الثقوب العميقة يضمن بروفايلات ثقوب دقيقة في مقاعد الصمامات والفوهات والأكمام الحساسة للاهتراء.
اختبارات المواد والتحليل
اختبارات المواد تشمل اختبارات الاهتراء ASTM G65، وتحليل البنية المجهرية، والتحقق من الصلادة (ASTM E18).
التطبيقات الصناعية لمكونات Stellite 6
مقاعد الصمامات والأقراص والمرشدات
إحكام موثوق وأداء ممتاز ضد التلاصق في صمامات خدمات البخار والمواد الكيميائية والبيئات البحرية.
جلب المضخات والمراوح (Impellers)
يقاوم التجويف (Cavitation) وتآكل الجسيمات في أوساط الملاط وسوائل العمليات.
أنظمة الطاقة النووية
ألواح اهتراء قضبان التحكم والأجزاء الداخلية للصمامات التي تعمل تحت الإشعاع والضغط العالي.
معدات بحرية ومعدات حقول النفط
أكمام الأعمدة ومقاعد صمامات البوابة وقطع التريم المقاومة للاهتراء المعرضة لمياه البحر وسوائل الحفر.
استكشف المدونات ذات الصلة
