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Stellite 12

Uma liga de cobalto-cromo-tungstênio de alta dureza, projetada para resistência ao desgaste térmico e abrasivo. O Stellite 12 é ideal para componentes usinados em CNC que exigem retenção de aresta, desempenho em altas temperaturas e precisão dimensional em ambientes extremos.

Introdução ao Stellite 12

O Stellite 12 é uma liga à base de cobalto, resistente ao desgaste, projetada para operar sob condições mecânicas e térmicas extremas. Com um equilíbrio exclusivo de alta dureza, retenção de aresta e resistência moderada a impacto, é ideal para componentes expostos à abrasão severa, atrito em alta temperatura e ataque químico. Posicionado entre o Stellite 1 (extremamente duro, porém frágil) e o Stellite 6 (dúctil, mas menos resistente ao desgaste), o Stellite 12 oferece uma solução ideal para aplicações que exigem durabilidade e estabilidade dimensional.

Comumente aplicado por fundição, metalurgia do pó ou revestimentos de hardfacing, o Stellite 12 é então acabado com precisão por processos avançados de usinagem CNC. A liga é frequentemente usada em ferramentas de corte, sedes de válvula, matrizes de extrusão a quente e componentes de vedação aeroespaciais, especialmente quando desgaste por deslizamento e fadiga térmica são fatores críticos de desempenho. Sua capacidade de manter integridade estrutural e superficial em temperaturas próximas de 850°C a torna uma das principais escolhas para engenheiros e compradores nas áreas aeroespacial, óleo & gás, geração de energia e processos térmicos.

Propriedades Químicas, Físicas e Mecânicas do Stellite 12

O Stellite 12 (UNS R30012 / AMS 5387 / família ISO 5832-4) apresenta excelente estabilidade dimensional, resistência ao engripamento (galling) e desempenho ao desgaste térmico sob condições severas de serviço.

Composição Química (Típica)

Elemento	Faixa de Composição (wt.%)	Função Principal
Cobalto (Co)	Balanço (≥50.0)	Fornece resistência em alta temperatura e resistência à corrosão
Cromo (Cr)	28.0–32.0	Melhora a resistência à oxidação e à corrosão aquosa
Tungstênio (W)	8.0–10.0	Forma carbonetos duros para resistência à abrasão
Carbono (C)	1.4–1.9	Controla o teor de carbonetos para melhor resistência ao desgaste de aresta
Níquel (Ni)	≤3.0	Melhora a tenacidade à fratura e a soldabilidade
Ferro (Fe)	≤3.0	Elemento residual traço
Silício (Si)	≤1.2	Melhora a fluidez de fundição e a limpeza metalúrgica
Manganês (Mn)	≤1.0	Melhora a ductilidade a quente durante a solidificação

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor (Típico)	Norma/Condição de Ensaio
Densidade	8.70 g/cm³	ASTM B311
Faixa de Fusão	1275–1350°C	ASTM E1268
Condutividade Térmica	12.5 W/m·K a 100°C	ASTM E1225
Resistividade Elétrica	0.96 µΩ·m a 20°C	ASTM B193
Expansão Térmica	12.7 µm/m·°C (20–400°C)	ASTM E228
Capacidade Calorífica Específica	420 J/kg·K a 20°C	ASTM E1269
Módulo de Elasticidade	210 GPa a 20°C	ASTM E111

Propriedades Mecânicas (Fundido ou HIP + Tratamento Térmico)

Propriedade	Valor (Típico)	Norma de Ensaio
Dureza	45–50 HRC (fundido) / até 52 HRC (tratado por HIP)	ASTM E18
Resistência à Tração	950–1150 MPa	ASTM E8/E8M
Limite de Escoamento (0,2%)	500–650 MPa	ASTM E8/E8M
Alongamento	1.0–2.0%	ASTM E8/E8M
Resistência à Abrasão	>3× melhor que o inox 316 (areia seca/roda de borracha)	ASTM G65
Temperatura de Operação	Até 850°C (intermitente)	N/A

Principais Características do Stellite 12

Resistência Superior à Abrasão: Alto teor de carbonetos de tungstênio (20–30% em volume) proporciona desempenho robusto em polpas abrasivas, fluidos com areia ou cenários de desgaste por contato.
Dureza a Quente: Mantém integridade estrutural e alta dureza superficial em temperaturas próximas de 850°C, superando a maioria dos aços ferramenta e ligas inoxidáveis austeníticas.
Resistência à Corrosão: Suporta ambientes ácidos e oxidantes; resiste à corrosão sob tensão por cloretos e à corrosão por pites.
Estabilidade Dimensional: Excelente resistência à distorção térmica, com mínima fluência e expansão em condições de serviço cíclico.

Desafios e Soluções de Usinagem CNC para Stellite 12

Desafios de Usinagem

Altas Taxas de Desgaste de Ferramenta

A rede abrasiva de carbonetos acelera o desgaste de flanco e de cratera em ferramentas convencionais de metal duro. Ferramentas inadequadas resultam em deriva de tolerância e acabamento superficial ruim.

Comportamento Frágil

O alongamento limitado aumenta o risco de micro-lascamento ou quebra de aresta durante engajamento agressivo da ferramenta, especialmente em seções de parede fina.

Gestão de Calor

A baixa condutividade térmica causa acúmulo de calor na interface ferramenta-cavaco, aumentando o risco de encruamento e microtrincas superficiais.

Estratégias de Usinagem Otimizadas

Seleção de Ferramentas

Parâmetro	Recomendação	Justificativa
Material da Ferramenta	Metal duro ultrafino (K30–K40) ou CBN para semiacabamento	Resiste à abrasão extrema mantendo estabilidade da aresta de corte
Revestimento	Revestimentos PVD AlTiN ou TiSiN (espessura: 3–5 µm)	Barreira térmica reduz transferência de calor e atrito
Geometria	Ângulo de saída neutro, raio de aresta lapidada 0,03–0,05 mm	Resiste ao lascamento e mantém a integridade da aresta

Parâmetros de Corte (Conforme ISO 3685)

Operação	Velocidade (m/min)	Avanço (mm/rev)	Profundidade de Corte (mm)	Pressão do Fluido (bar)
Desbaste	8–14	0.15–0.25	1.5–2.5	100–120
Acabamento	18–25	0.05–0.10	0.5–1.0	120–150

Tratamentos de Superfície para Peças de Stellite 12 Usinadas

Prensagem Isostática a Quente (HIP)

HIP a 1150–1200°C e 100–150 MPa elimina porosidade em componentes fundidos ou processados por pó, aumentando a resistência à fadiga e a uniformidade da distribuição de carbonetos.

Tratamento Térmico

Tratamento Térmico otimiza a dureza e alivia tensões residuais após usinagem de desbaste ou soldagem. Ciclos de envelhecimento podem aumentar o desempenho ao desgaste.

Soldagem de Superligas

Soldagem de Superligas usando sobreposições TIG ou PTA com metal de adição Stellite 12 compatível preserva a resistência ao desgaste e à oxidação nas juntas.