Stellite 6
Stellite 6 का परिचय
Stellite 6, Stellite परिवार में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली कोबाल्ट-क्रोमियम मिश्रधातु है, क्योंकि इसमें घिसाव प्रतिरोध, जंग प्रतिरोध और मध्यम कठोरता का संतुलित संयोजन मिलता है। यह धातु-से-धातु संपर्क, कम तापीय चालकता वाले वातावरण और संक्षारक द्रवों में उत्कृष्ट प्रदर्शन करती है। अपनी गॉलिंग-प्रतिरोध क्षमता और उच्च तापमान पर स्थिरता के लिए प्रसिद्ध, Stellite 6 विशेष रूप से वाल्व घटकों, पंप भागों और बेयरिंग्स के लिए उपयुक्त है, जिन्हें निरंतर घर्षण और संक्षारक आक्रमण सहना पड़ता है।
यह मिश्रधातु CNC-मशीनीकृत भागों के लिए आदर्श है, जहाँ स्लाइडिंग वियर और रासायनिक एक्सपोज़र वाले मैकेनिकल असेंबली में लंबी सेवा-आयु और आयामी सटीकता आवश्यक होती है। इसकी अनुकूलता, (कठोर Stellite ग्रेड्स की तुलना में) बेहतर मशीनेबिलिटी, और प्रदर्शन की स्थिरता ने इसे एयरोस्पेस, न्यूक्लियर, पेट्रोकेमिकल और मरीन उद्योगों में पसंदीदा सामग्री बना दिया है।
Stellite 6 के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
Stellite 6 (UNS R30006 / AMS 5387 / ISO 5832-4) एक कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातु है, जिसे सामान्यतः कास्टिंग, वेल्डिंग ओवरले, या पाउडर मेटलर्जी के माध्यम से बनाया जाता है और फिर CNC फिनिशिंग की जाती है।
रासायनिक संरचना (सामान्य)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
कोबाल्ट (Co) | बैलेंस (≥55.0) | मैट्रिक्स फेज़ जो उच्च ताप पर कठोरता और जंग प्रतिरोध प्रदान करता है |
क्रोमियम (Cr) | 27.0–32.0 | ऑक्सीकरण प्रतिरोध और संक्षारक वातावरणों में पैसिवेशन |
टंगस्टन (W) | 4.5–6.5 | वियर प्रतिरोध के लिए कार्बाइड रिइन्फोर्समेंट |
कार्बन (C) | 1.0–1.4 | एंटी-गॉलिंग व्यवहार के लिए मध्यम कार्बाइड कंटेंट |
निकल (Ni) | ≤3.0 | टफनेस और डक्टिलिटी बढ़ाता है |
लोहा (Fe) | ≤3.0 | रेज़िडुअल मिश्रधातु तत्व |
सिलिकॉन (Si) | ≤1.2 | कास्टिंग के दौरान फ्लूडिटी और सतह फिनिश बेहतर करता है |
मैंगनीज़ (Mn) | ≤1.0 | हॉट वर्केबिलिटी में सुधार करता है |
भौतिक गुण
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 8.65 g/cm³ | ASTM B311 |
गलन सीमा | 1240–1345°C | ASTM E1268 |
तापीय चालकता | 12.5 W/m·K at 100°C | ASTM E1225 |
विद्युत प्रतिरोधकता | 0.96 µΩ·m at 20°C | ASTM B193 |
तापीय प्रसार | 12.7 µm/m·°C (20–400°C) | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 415 J/kg·K at 20°C | ASTM E1269 |
लोच मापांक | 210 GPa at 20°C | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (As-Cast या HIP + Heat Treated)
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
कठोरता | 38–44 HRC (as-cast) / 46 HRC तक (HIP treated) | ASTM E18 |
तन्य शक्ति | 800–1000 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड शक्ति (0.2%) | 500–600 MPa | ASTM E8/E8M |
वृद्धि (Elongation) | 3–5% | ASTM E8/E8M |
वियर प्रतिरोध सूचकांक | >2× 316 स्टेनलेस स्टील | ASTM G65 |
Stellite 6 की प्रमुख विशेषताएँ
उत्कृष्ट गॉलिंग और स्लाइडिंग वियर प्रतिरोध: उन सतहों के लिए आदर्श जहाँ निरंतर घर्षण होता है, यहां तक कि ल्यूब्रिकेशन के बिना भी।
उत्कृष्ट जंग प्रतिरोध: अम्लीय, लवणीय और ऑक्सीकारक मीडिया में सेवा के लिए उपयुक्त—समुद्री जल और प्रोसेस केमिकल्स सहित।
तापीय स्थिरता: 800°C तक विश्वसनीय प्रदर्शन; कठोरता और आयामी टॉलरेंस बनाए रखता है।
मशीनेबिलिटी लाभ: Stellite 3 या Stellite 12 जैसे अधिक कठोर ग्रेड्स की तुलना में CNC मशीनीकरण आसान, फिर भी उत्कृष्ट वियर प्रदर्शन प्रदान करता है।
Stellite 6 के लिए CNC मशीनीकरण की चुनौतियाँ और समाधान
मशीनीकरण की चुनौतियाँ
अभ्रक (Abrasive) कार्बाइड फेज़
टंगस्टन कार्बाइड्स टूल्स को जल्दी कुंद कर सकते हैं, विशेषकर हाई-स्पीड मशीनीकरण या गलत टूल कोटिंग्स के तहत।
बिल्ट-अप एज का निर्माण
उचित कूलेंट और एज ज्योमेट्री के बिना फ्लडिंग या मटेरियल एडहेज़न हो सकता है, जिससे टॉलरेंस और फिनिश प्रभावित होते हैं।
मध्यम वर्क हार्डनिंग
बार-बार टूल पासेज़ सतह कठोरता बढ़ा सकते हैं, जिससे फिनिशिंग पास अधिक कठिन हो जाते हैं यदि सही क्रम में न किए जाएँ।
अनुकूलित मशीनीकरण रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | कार्बाइड (K30–K40), PVD-कोटेड; फिनिशिंग के लिए CBN | अभ्रक कार्बाइड्स को सहन करते हुए एज रिटेंशन प्रदान करता है |
कोटिंग | AlTiN या TiAlCrN (3–5 µm) | थर्मल वियर और घर्षण कम करता है |
ज्योमेट्री | न्यूट्रल रेक (0° to +5°), होन किया हुआ एज रेडियस 0.02–0.05 mm | कटिंग फोर्स कम करता है और टूल चिपिंग को घटाता है |
कटिंग पैरामीटर (ISO 3685)
ऑपरेशन | स्पीड (m/min) | फीड (mm/rev) | DOC (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 12–18 | 0.20–0.30 | 2.0–3.0 | 100–120 |
फिनिशिंग | 22–30 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 120–150 |
मशीनीकृत Stellite 6 भागों के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)
HIP 1150°C और 150 MPa पर पोरोसिटी हटाता है और सूक्ष्म-संरचनात्मक समरूपता (microstructural homogeneity) बढ़ाता है, जिससे थकान (fatigue) और वियर प्रदर्शन दोनों में सुधार होता है।
हीट ट्रीटमेंट
हीट ट्रीटमेंट का उपयोग तनाव (stress) कम करने और कार्बाइड्स के वितरण को फाइन-ट्यून करने के लिए किया जा सकता है, जिससे दीर्घकालिक स्थिरता सुनिश्चित होती है।
सुपरएलॉय वेल्डिंग
सुपरएलॉय वेल्डिंग में TIG या PTA ओवरलेज़ का उपयोग किया जाता है, जिससे अंतिम CNC मशीनीकरण के बाद भी वियर ज़ोन्स मजबूत बने रहते हैं।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC)
TBC कोटिंग ऊँचे तापमान पर भाप या गैस इरोजन के संपर्क में आने वाले भागों में प्रदर्शन बढ़ाती है।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनीकरण (EDM)
EDM हार्डन्ड भागों में सटीक डिटेल और टाइट टॉलरेंस सक्षम बनाता है, जहाँ Ra <0.6 µm प्राप्त किया जा सकता है।
डीप होल ड्रिलिंग
डीप होल ड्रिलिंग वाल्व सीट्स, नोज़ल्स और वियर-क्रिटिकल स्लीव्स में सटीक बोर प्रोफाइल सुनिश्चित करता है।
सामग्री परीक्षण और विश्लेषण
सामग्री परीक्षण में ASTM G65 वियर टेस्ट, माइक्रोस्ट्रक्चर विश्लेषण, और कठोरता सत्यापन (ASTM E18) शामिल हैं।
Stellite 6 घटकों के उद्योग अनुप्रयोग
वाल्व सीट्स, डिस्क्स और गाइड्स
भाप, रसायन, और मरीन सेवा वाल्वों में विश्वसनीय सीलिंग और एंटी-गॉलिंग प्रदर्शन।
पंप बुशिंग्स और इम्पेलर्स
स्लरी और प्रोसेस फ्लूइड वातावरणों में कैविटेशन और कणीय इरोजन का प्रतिरोध करता है।
न्यूक्लियर पावर सिस्टम्स
कंट्रोल रॉड वियर प्लेट्स और वाल्व इंटर्नल्स जो विकिरण और उच्च दाब के तहत कार्य करते हैं।
मरीन और ऑयलफील्ड उपकरण
शाफ्ट स्लीव्स, गेट वाल्व सीट्स, और वियर-प्रतिरोधी ट्रिम जो समुद्री पानी और ड्रिलिंग फ्लूइड्स के संपर्क में रहते हैं।
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