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Stellite 6B

Un alliage cobalt-chrome corroyé offrant une excellente résistance au grippage et une grande ténacité mécanique. Idéal pour les composants usinés CNC dans les vannes, pompes et systèmes aéronautiques nécessitant une résistance au glissement et une fiabilité élevée.

Introduction à Stellite 6B

Stellite 6B est un alliage corroyé à base de cobalt, reconnu pour son exceptionnelle résistance au grippage (galling), sa haute résistance à l’usure et sa ténacité sur une large plage de températures. Contrairement à la plupart des alliages Stellite, généralement moulés ou rechargés (hardfacing), Stellite 6B est produit par un procédé de transformation corroyée (forgeage à chaud et recuit), ce qui lui confère une intégrité mécanique et une usinabilité supérieures, sans compromettre la résistance à la corrosion et à la chaleur.

Les composants en Stellite 6B usinés CNC sont largement utilisés dans les systèmes de vannes, les pompes, les outils de coupe industriels et les structures aérospatiales. L’alliage est idéal pour les applications impliquant l’usure par glissement, les chocs, la cavitation et les cycles thermiques — ce qui en fait une nuance de référence dans les industries de l’énergie, de la chimie, du maritime et des champs pétrolifères.

Propriétés chimiques, physiques et mécaniques de Stellite 6B

Stellite 6B (UNS R30016 / AMS 5894 / ASTM F90) est un alliage cobalt renforcé par solution solide, consolidé par des carbures et produit par travail à chaud afin d’assurer une ténacité améliorée et des propriétés homogènes.

Composition chimique (typique)

Élément	Plage de composition (en % masse)	Rôle clé
Cobalt (Co)	Équilibre (≥58,0)	Apporte la stabilité thermique et la résistance à la corrosion
Chrome (Cr)	28,0–32,0	Améliore la résistance à l’oxydation et aux attaques chimiques
Tungstène (W)	3,5–5,5	Forme des carbures résistants à l’usure
Carbone (C)	0,9–1,4	Forme des carbures qui améliorent la résistance au grippage et à l’abrasion
Nickel (Ni)	≤3,0	Contribue à la ténacité
Fer (Fe)	≤3,0	Élément résiduel mineur
Manganèse (Mn)	≤1,0	Aide à l’aptitude au travail à chaud
Silicium (Si)	≤1,2	Améliore l’état de surface lors du formage à chaud

Propriétés physiques

Propriété	Valeur (typique)	Norme/condition d’essai
Densité	8,42 g/cm³	ASTM B311
Plage de fusion	1320–1395°C	ASTM E1268
Conductivité thermique	13,0 W/m·K à 100°C	ASTM E1225
Résistivité électrique	0,95 µΩ·m à 20°C	ASTM B193
Dilatation thermique	13,2 µm/m·°C (20–400°C)	ASTM E228
Capacité calorifique massique	420 J/kg·K à 20°C	ASTM E1269
Module d’élasticité	205 GPa à 20°C	ASTM E111

Propriétés mécaniques (état corroyé recuit)

Propriété	Valeur (typique)	Norme d’essai
Dureté	33–43 HRC (recuit) / jusqu’à 45 HRC (vieilli)	ASTM E18
Résistance à la traction	1050–1200 MPa	ASTM E8/E8M
Limite d’élasticité (0,2%)	550–700 MPa	ASTM E8/E8M
Allongement	10–20%	ASTM E8/E8M
Résilience Charpy	>20 J (entaillé, température ambiante)	ASTM E23
Indice de résistance à l’usure	>2,5× l’acier inoxydable 316	ASTM G65

Caractéristiques clés de Stellite 6B

Résistance au grippage inégalée : Performances exceptionnelles en glissement métal sur métal sans lubrification, même contre lui-même.
Ténacité supérieure : Contrairement aux Stellites moulés, le 6B conserve sa ductilité, ce qui le rend idéal pour les pièces soumises à des chocs et aux services cycliques.
Résistance à la corrosion et à la cavitation : Résiste au piqûrage induit par les chlorures, à l’attaque de l’eau de mer et à l’érosion dans les systèmes fluidiques.
Stabilité thermique : Conserve sa résistance et sa tenue à l’usure jusqu’à 850°C en environnements oxydants et en cycles thermiques.

Défis et solutions d’usinage CNC pour Stellite 6B

Défis d’usinage

Écrouissage pendant la coupe

La dureté de surface augmente rapidement, nécessitant une surveillance constante de l’usure d’outil et de la profondeur de coupe.

Usure des outils due aux carbures

Même à l’état corroyé, les carbures dispersés dégradent les arêtes de coupe lors d’une utilisation prolongée.

Accumulation de chaleur au bec de l’outil

La faible conductivité thermique peut provoquer une hausse de la température locale et la dégradation des revêtements ou des substrats d’outil.

Stratégies d’usinage optimisées

Choix de l’outil

Paramètre	Recommandation	Justification
Matériau de l’outil	Carbure revêtu PVD (K30–K40) ; CBN pour la finition	Offre un équilibre entre ténacité et résistance à l’usure
Revêtement	TiAlN ou AlCrN (3–5 µm)	Minimise la diffusion thermique et l’usure en dépouille
Géométrie	Angle de coupe neutre (0°), arête de coupe arrondie 0,03 mm	Évite l’écaillage et la formation d’arête rapportée

Paramètres de coupe (ISO 3685)

Opération	Vitesse (m/min)	Avance (mm/tr)	Profondeur de passe (mm)	Pression de lubrifiant (bar)
Ébauche	10–18	0,20–0,30	2,0–3,0	100–120
Finition	20–28	0,05–0,10	0,5–1,0	120–150

Traitements de surface pour les pièces en Stellite 6B usinées

Pressage isostatique à chaud (HIP)

HIP est généralement inutile pour un matériau corroyé, mais peut être appliqué afin d’améliorer la microstructure dans des variantes issues de la métallurgie des poudres.

Traitement thermique

Traitement thermique peut augmenter la dureté et détendre les contraintes après usinage ou soudage.

Soudage de superalliages

Soudage de superalliages avec un métal d’apport équivalent préserve les performances d’usure et de corrosion de l’alliage, avec une dégradation minimale de la zone affectée thermiquement.