Stellite 6B
Stellite 6B का परिचय
Stellite 6B एक wrought (गढ़कर बनाया गया) कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातु है, जो अपनी असाधारण गॉलिंग-प्रतिरोध क्षमता, उच्च घिसाव प्रतिरोध, और व्यापक तापमान रेंज में टफनेस के लिए जानी जाती है। अधिकांश Stellite मिश्रधातुएँ जो कास्ट या हार्डफेस्ड होती हैं, उनके विपरीत Stellite 6B का निर्माण wrought प्रोसेसिंग (हॉट फोर्जिंग और एनीलिंग) द्वारा किया जाता है, जिससे यह जंग और तापीय प्रतिरोध से समझौता किए बिना बेहतर यांत्रिक अखंडता और मशीनेबिलिटी प्रदान करती है।
CNC-मशीनीकृत Stellite 6B घटकों का उपयोग वाल्व सिस्टम्स, पंपों, औद्योगिक कटिंग टूल्स और एयरोस्पेस संरचनाओं में व्यापक रूप से होता है। यह मिश्रधातु स्लाइडिंग वियर, इम्पैक्ट, कैविटेशन और थर्मल साइक्लिंग जैसे अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है—इसी कारण यह ऊर्जा, रसायन, मरीन और ऑयलफील्ड उद्योगों में एक मानक सामग्री मानी जाती है।
Stellite 6B के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
Stellite 6B (UNS R30016 / AMS 5894 / ASTM F90) एक सॉलिड-सॉल्यूशन स्ट्रेंथन्ड कोबाल्ट मिश्रधातु है, जिसे कार्बाइड्स द्वारा रिइन्फोर्स किया जाता है और बेहतर टफनेस तथा समान गुणों (uniform properties) के लिए हॉट वर्किंग के माध्यम से बनाया जाता है।
रासायनिक संरचना (सामान्य)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
कोबाल्ट (Co) | बैलेंस (≥58.0) | तापीय स्थिरता और जंग प्रतिरोध प्रदान करता है |
क्रोमियम (Cr) | 28.0–32.0 | ऑक्सीकरण और रासायनिक प्रतिरोध बढ़ाता है |
टंगस्टन (W) | 3.5–5.5 | घिसाव-प्रतिरोधी कार्बाइड्स बनाता है |
कार्बन (C) | 0.9–1.4 | कार्बाइड्स बनाकर गॉलिंग और एब्रेशन प्रतिरोध में सुधार करता है |
निकल (Ni) | ≤3.0 | टफनेस में योगदान देता है |
लोहा (Fe) | ≤3.0 | मामूली रेज़िडुअल तत्व |
मैंगनीज़ (Mn) | ≤1.0 | हॉट वर्केबिलिटी में सहायता करता है |
सिलिकॉन (Si) | ≤1.2 | हॉट फॉर्मिंग के दौरान सतह फिनिश में सुधार करता है |
भौतिक गुण
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 8.42 g/cm³ | ASTM B311 |
गलन सीमा | 1320–1395°C | ASTM E1268 |
तापीय चालकता | 13.0 W/m·K at 100°C | ASTM E1225 |
विद्युत प्रतिरोधकता | 0.95 µΩ·m at 20°C | ASTM B193 |
तापीय प्रसार | 13.2 µm/m·°C (20–400°C) | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 420 J/kg·K at 20°C | ASTM E1269 |
लोच मापांक | 205 GPa at 20°C | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (Wrought Annealed Condition)
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
कठोरता | 33–43 HRC (annealed) / 45 HRC तक (aged) | ASTM E18 |
तन्य शक्ति | 1050–1200 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड शक्ति (0.2%) | 550–700 MPa | ASTM E8/E8M |
वृद्धि (Elongation) | 10–20% | ASTM E8/E8M |
Charpy इम्पैक्ट टफनेस | >20 J (notched, room temp) | ASTM E23 |
वियर प्रतिरोध सूचकांक | >2.5× 316 स्टेनलेस स्टील | ASTM G65 |
Stellite 6B की प्रमुख विशेषताएँ
अद्वितीय गॉलिंग प्रतिरोध: बिना ल्यूब्रिकेशन के भी धातु-से-धातु स्लाइडिंग संपर्क में असाधारण प्रदर्शन करता है, यहाँ तक कि स्वयं के विरुद्ध भी।
बेहतर टफनेस: कास्ट Stellites के विपरीत, 6B डक्टिलिटी बनाए रखता है, जिससे यह इम्पैक्ट-लोडेड भागों और साइक्लिक सेवा के लिए आदर्श बनता है।
जंग और कैविटेशन प्रतिरोध: क्लोराइड-जनित पिटिंग, समुद्री पानी के आक्रमण और द्रव प्रणालियों में इरोजन का प्रतिरोध करता है।
तापीय स्थिरता: ऑक्सीकारक और थर्मल साइक्लिंग वातावरणों में 850°C तक तापमान पर शक्ति और वियर प्रतिरोध बनाए रखता है।
Stellite 6B के लिए CNC मशीनीकरण की चुनौतियाँ और समाधान
मशीनीकरण की चुनौतियाँ
कटिंग के दौरान स्ट्रेन हार्डनिंग
सतह की कठोरता तेज़ी से बढ़ती है, इसलिए टूल वियर और कटिंग डेप्थ की निरंतर मॉनिटरिंग आवश्यक होती है।
कार्बाइड्स के कारण टूल वियर
wrought स्थिति में भी, फैले हुए (dispersed) कार्बाइड्स लंबे उपयोग में कटिंग एजेस को खराब करते हैं।
टूल टिप पर ऊष्मा संचय
कम तापीय चालकता स्थानीय तापमान बढ़ा सकती है और कोटिंग या टूल सब्सट्रेट के ब्रेकडाउन का कारण बन सकती है।
अनुकूलित मशीनीकरण रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | PVD-कोटेड कार्बाइड (K30–K40); फिनिशिंग के लिए CBN | टफनेस और वियर प्रतिरोध का संतुलन प्रदान करता है |
कोटिंग | TiAlN या AlCrN (3–5 µm) | थर्मल डिफ्यूजन और फ्लैंक वियर को न्यूनतम करता है |
ज्योमेट्री | न्यूट्रल रेक (0°), होन किया हुआ कटिंग एज 0.03 mm | चिपिंग और बिल्ट-अप एज के निर्माण को रोकता है |
कटिंग पैरामीटर (ISO 3685)
ऑपरेशन | स्पीड (m/min) | फीड (mm/rev) | DOC (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 10–18 | 0.20–0.30 | 2.0–3.0 | 100–120 |
फिनिशिंग | 20–28 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 120–150 |
मशीनीकृत Stellite 6B भागों के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)
HIP सामान्यतः wrought सामग्री के लिए आवश्यक नहीं होता, लेकिन पाउडर मेटलर्जी वेरिएंट्स में सूक्ष्म-संरचना सुधारने के लिए लागू किया जा सकता है।
हीट ट्रीटमेंट
हीट ट्रीटमेंट मशीनीकरण या वेल्डिंग के बाद कठोरता बढ़ाने और तनाव (stress) कम करने में मदद कर सकता है।
सुपरएलॉय वेल्डिंग
सुपरएलॉय वेल्डिंग में मैचिंग फिलर मेटल का उपयोग हीट-अफेक्टेड ज़ोन में न्यूनतम डिग्रेडेशन के साथ मिश्रधातु के वियर और जंग प्रदर्शन को बनाए रखता है।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC)
TBC कोटिंग गर्म दहन गैसों और इरोजन के संपर्क में रहने वाले वाल्व घटकों और गाइड्स के लिए अनुशंसित है।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनीकरण (EDM)
EDM छोटे फीचर्स की फिनिशिंग और टाइट-टॉलरेंस ज्योमेट्री के लिए महत्वपूर्ण है, और Ra <0.5 µm प्रदान करता है।
डीप होल ड्रिलिंग
डीप होल ड्रिलिंग L/D अनुपात 30:1 तक के साथ वाल्व गाइड्स, वियर स्लीव्स और ओरिफ़िसेस के उत्पादन को सपोर्ट करता है।
सामग्री परीक्षण और विश्लेषण
सामग्री परीक्षण में माइक्रोहार्डनेस, तन्य परीक्षण, Charpy इम्पैक्ट, और कार्बाइड डिस्पर्शन का मेटालोग्राफिक सत्यापन शामिल है।
Stellite 6B घटकों के उद्योग अनुप्रयोग
स्टीम और कंट्रोल वाल्व
पावर जनरेशन और मरीन वातावरणों में उपयोग होने वाले वाल्व स्टेम्स, सीट्स और केजेस।
एयरोस्पेस एक्ट्यूएशन और बेयरिंग्स
टर्बाइन या हाइड्रॉलिक असेंबलीज़ में बुशिंग्स और वियर रिंग्स, जहाँ गॉलिंग और फ्रेटिंग चिंताएँ होती हैं।
पंप घटक
स्लीव्स, प्लंजर और इम्पेलर्स, जिनमें हाई-प्रेशर फ्लो सिस्टम्स में कैविटेशन और इरोजन के प्रति प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।
डाउनहोल ऑयलफील्ड टूल्स
सबसरफेस वियर पैड्स, गाइडिंग स्लीव्स और वाल्व बॉडीज़, जो रेत, द्रव घर्षण और थर्मल साइक्लिंग के संपर्क में रहते हैं।
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