Stellite SF12
Stellite SF12 का परिचय
Stellite SF12 एक कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातु है जिसे अत्यधिक घिसाव, उच्च तापमान और जंग प्रतिरोध के लिए विकसित किया गया है, विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों में जहाँ धातु-से-धातु संपर्क, थर्मल साइकलिंग और द्रव क्षरण होता है। इसमें मध्यम कार्बन स्तर के साथ उच्च टंग्स्टन और क्रोमियम सामग्री होती है, जो कठोर कार्बाइड्स से सुदृढ़ एक मजबूत, घिसाव-प्रतिरोधी मैट्रिक्स बनाती है।
Stellite 6 या Stellite 12 जैसी पारंपरिक Stellite मिश्रधातुओं की तुलना में, SF12 को कठोरता से समझौता किए बिना बेहतर वेल्डेबिलिटी और उन्नत टफनेस के लिए तैयार किया गया है। इसे वेल्डिंग ओवरले, कास्टिंग या पाउडर मेटलर्जी के माध्यम से व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और एयरोस्पेस, ऊर्जा, पेट्रोकेमिकल और औद्योगिक वाल्व प्रणालियों में उपयोग हेतु अक्सर CNC मशीनिंग द्वारा सटीक फिनिश किया जाता है।
Stellite SF12 के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
Stellite SF12 (जिसे AWS ERCoCr-A एनालॉग भी कहा जाता है) एक घिसाव-प्रतिरोधी कोबाल्ट-क्रोमियम-टंग्स्टन मिश्रधातु है, जिसे उच्च तापमान और संक्षारक वातावरण के लिए डिज़ाइन किया गया है जहाँ बार-बार स्लाइडिंग या क्षरण संपर्क होता है।
रासायनिक संरचना (सामान्य)
तत्व | संरचना सीमा (वज़न %) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
कोबाल्ट (Co) | शेष (≥50.0) | थर्मल और रासायनिक स्थिरता प्रदान करता है |
क्रोमियम (Cr) | 27.0–30.0 | ऑक्सीकरण और जंग प्रतिरोध को बढ़ाता है |
टंग्स्टन (W) | 3.5–5.0 | कार्बाइड निर्माण के माध्यम से कठोरता बढ़ाता है |
कार्बन (C) | 1.2–1.5 | कार्बाइड वितरण के माध्यम से घिसाव प्रतिरोध सक्षम करता है |
निकेल (Ni) | ≤3.0 | टफनेस और थर्मल थकान प्रतिरोध में सुधार करता है |
आयरन (Fe) | ≤3.0 | अवशिष्ट तत्व |
सिलिकॉन (Si) | ≤1.2 | कास्टिंग फ्लो और सतह फिनिश को बेहतर बनाता है |
मैंगनीज़ (Mn) | ≤1.0 | डीऑक्सिडेशन और ठोसकरण नियंत्रण में सहायता करता है |
भौतिक गुण
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक / स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 8.55 g/cm³ | ASTM B311 |
गलन सीमा | 1315–1395°C | ASTM E1268 |
तापीय चालकता | 100°C पर 13.2 W/m·K | ASTM E1225 |
विद्युत प्रतिरोधकता | 20°C पर 0.95 µΩ·m | ASTM B193 |
तापीय प्रसार | 13.0 µm/m·°C (20–400°C) | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 20°C पर 425 J/kg·K | ASTM E1269 |
इलास्टिक मॉड्यूलस | 20°C पर 210 GPa | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (जैसा-कास्ट या वेल्ड ओवरले स्थिति)
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
कठोरता | 45–52 HRC | ASTM E18 |
तन्य शक्ति | 1050–1200 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड स्ट्रेंथ (0.2%) | 580–680 MPa | ASTM E8/E8M |
विस्तार | 2.0–3.5% | ASTM E8/E8M |
गैलिंग प्रतिरोध | उत्कृष्ट | ASTM G98 |
कार्य तापमान | 1050°C तक | N/A |
Stellite SF12 की प्रमुख विशेषताएँ
बेहतर वेल्डेबिलिटी के साथ अनुकूलित घिसाव प्रतिरोध: SF12 कार्बाइड डिस्पर्शन से उच्च कठोरता प्राप्त करता है, जबकि Stellite 12 की तुलना में बेहतर थर्मल डक्टिलिटी और कम अवशिष्ट तनाव बनाए रखता है।
थकान परिस्थितियों में थर्मल स्थिरता: वाल्व और दहन कक्ष जैसे सेवा वातावरण में बार-बार थर्मल साइकलिंग के बाद भी कठोरता और यांत्रिक अखंडता बनाए रखता है।
उत्कृष्ट धातु-से-धातु स्लाइडिंग प्रतिरोध: बॉउंड्री लुब्रिकेशन या ड्राई कॉन्टैक्ट स्थितियों में कम घर्षण और बिना चिपकने वाले घिसाव का प्रदर्शन करता है।
अम्लीय और क्षारीय माध्यमों में जंग प्रतिरोध: क्रोमियम-समृद्ध मैट्रिक्स व्यापक pH रेंज में ऑक्सीकरण, जंग और भाप क्षरण का प्रतिरोध करता है।
Stellite SF12 के लिए CNC मशीनिंग चुनौतियाँ और समाधान
मशीनिंग चुनौतियाँ
उच्च कठोरता और कार्बाइड घनत्व
ठोसकरण के दौरान बने कार्बाइड्स टूल लाइफ को काफी कम कर देते हैं, विशेष रूप से आक्रामक रफिंग या इंटरप्टेड कट्स में।
कम तापीय चालकता
कम ऊष्मा अपसारण के कारण स्थानीय थर्मल ओवरलोड होता है और बिना कोटिंग वाले कार्बाइड टूल्स तेजी से घिसते हैं।
वर्क हार्डनिंग
तनाव-प्रेरित सतही कठोरता तेजी से उत्पन्न होती है, जिससे टूल डिफ्लेक्शन, कंपन और फिनिश सटीकता में कमी आती है।
अनुकूलित मशीनिंग रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | K40 माइक्रोग्रेन कार्बाइड या CBN/PCBN इंसर्ट | कार्बाइड्स से होने वाले घर्षण को सहन करता है |
कोटिंग | TiAlN या AlCrN (3–5 µm PVD) | ताप प्रतिरोध और लुब्रिसिटी में सुधार करता है |
ज्यामिति | न्यूट्रल रेक, 0.03–0.05 mm एज होन | एज ड्यूरैबिलिटी बढ़ाता है और चिपिंग कम करता है |
कटिंग पैरामीटर (ISO 3685 अनुरूप)
ऑपरेशन | गति (m/min) | फीड (mm/rev) | कट की गहराई (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 10–14 | 0.20–0.25 | 1.5–2.5 | 100–120 |
फिनिशिंग | 16–22 | 0.05–0.10 | 0.3–1.0 | 120–150 |
मशीन किए गए Stellite SF12 भागों के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)
HIP आंतरिक संरचना को सघन बनाता है, थकान प्रतिरोध में सुधार करता है और कास्ट या एडिटिव मैन्युफैक्चर किए गए घटकों में माइक्रोवॉइड्स को समाप्त करता है।
हीट ट्रीटमेंट
हीट ट्रीटमेंट कार्बाइड वितरण को स्थिर करता है और मशीनिंग के बाद अवशिष्ट तनाव को कम करता है।
सुपरएलॉय वेल्डिंग
सुपरएलॉय वेल्डिंग उच्च-घिसाव असेंबली जॉइंट्स में यांत्रिक अखंडता और रासायनिक प्रतिरोध बनाए रखती है।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC)
TBC कोटिंग 950°C से अधिक तापमान वाली ज्वाला या एग्जॉस्ट स्ट्रीम से खुले भागों को इन्सुलेट करती है।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (EDM)
EDM SF12 ओवरले या हार्ड-फेस्ड फीचर्स की उच्च-सटीक मशीनिंग सक्षम करता है।
डीप होल ड्रिलिंग
डीप होल ड्रिलिंग L/D > 20:1 और उच्च गोलाई आवश्यकताओं वाले महत्वपूर्ण तेल/भाप प्रवाह चैनलों के लिए उपयुक्त है।
सामग्री परीक्षण और विश्लेषण
सामग्री परीक्षण में कार्बाइड विश्लेषण, XRD फेज सत्यापन, रॉकवेल कठोरता मैपिंग और अल्ट्रासोनिक दोष पहचान शामिल है।
Stellite SF12 घटकों के औद्योगिक अनुप्रयोग
कंट्रोल वाल्व और रेगुलेटर
सीट्स, स्टेम्स और कोन्स कैविटेशन, उच्च-वेग क्षरण और थर्मल शॉक के तहत कार्य करते हैं।
एयरोस्पेस दहन प्रणालियाँ
टर्बाइन शील्ड्स, वियर पैड्स और वेन एजेज ऑक्सीडाइजिंग गैस फ्लो और घर्षण कणों के संपर्क में रहते हैं।
रासायनिक और भाप प्रसंस्करण
कम pH या उच्च लवणता वाले माध्यमों में रोटेटिंग वियर के तहत पंप स्लीव्स, इम्पेलर्स और बैकप्लेट्स।
तेल और गैस फील्ड उपकरण
डाउनहोल टूल्स, वाल्व आंतरिक भाग और ड्रिल बिट्स प्रभाव, रेत क्षरण और रासायनिक एक्सपोज़र का प्रतिरोध करते हैं।
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