Português

Stellite 3

Uma liga ultradura à base de cobalto, ideal para ambientes de alta abrasão e desgaste térmico. Adequada para componentes usinados em CNC que exigem dureza extrema, resistência à erosão e estabilidade dimensional em altas temperaturas.

Introdução ao Stellite 3

Stellite 3 é uma liga à base de cobalto desenvolvida para aplicações que exigem resistência extrema ao desgaste, alta dureza e estabilidade à corrosão, especialmente em temperaturas elevadas. Ela contém mais carbono e tungstênio do que o Stellite 1, resultando em uma microestrutura mais rica em carbonetos e mais resistente à abrasão. O Stellite 3 oferece excelente proteção contra engripamento (galling), desgaste por deslizamento e erosão — principalmente sob alta pressão e carga térmica.

Devido à sua dureza e maior fragilidade, o Stellite 3 é normalmente aplicado em componentes usinados em CNC onde precisão dimensional, estabilidade térmica e longa vida útil sob contato mecânico severo são críticos. Aplicações comuns incluem trim duro de válvulas, placas de orifício, lâminas de corte e matrizes expostas a abrasão intensa ou impacto.

Propriedades Químicas, Físicas e Mecânicas do Stellite 3

Stellite 3 (UNS R30003 / AMS 5382 / família ISO 5832-4) é uma das ligas de cobalto mais duras comercialmente disponíveis e geralmente é produzida por fundição, metalurgia do pó ou processos de revestimento duro, seguida de usinagem CNC.

Composição Química (Típica)

Elemento	Faixa de Composição (em massa, %)	Função Principal
Cobalto (Co)	Balanço (≥50,0)	Matriz base que fornece dureza a quente e resistência à oxidação
Cromo (Cr)	27,0–32,0	Melhora a resistência à corrosão, especialmente em meios oxidantes
Tungstênio (W)	13,0–16,0	Aumenta a resistência à abrasão via carbonetos duros de tungstênio
Carbono (C)	2,4–3,3	Eleva a fração volumétrica de carbonetos para proteção ao desgaste
Níquel (Ni)	≤3,0	Aumenta a tenacidade da fase matriz
Ferro (Fe)	≤3,0	Elemento residual
Silício (Si)	≤1,2	Melhora a fundibilidade e o acabamento superficial
Manganês (Mn)	≤1,0	Estabilidade microestrutural durante a solidificação

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor (Típico)	Norma/Condição de Ensaio
Densidade	8,75 g/cm³	ASTM B311
Faixa de Fusão	1265–1355°C	ASTM E1268
Condutividade Térmica	11,0 W/m·K a 100°C	ASTM E1225
Resistividade Elétrica	0,98 µΩ·m a 20°C	ASTM B193
Expansão Térmica	12,5 µm/m·°C (20–400°C)	ASTM E228
Capacidade Calorífica Específica	410 J/kg·K a 20°C	ASTM E1269
Módulo de Elasticidade	210 GPa a 20°C	ASTM E111

Propriedades Mecânicas (Fundido / HIP + Tratado Termicamente)

Propriedade	Valor (Típico)	Norma de Ensaio
Dureza	50–55 HRC (fundido) / até 58 HRC (tratado por HIP)	ASTM E18
Resistência à Tração	1100–1250 MPa	ASTM E8/E8M
Limite de Escoamento (0,2%)	600–750 MPa	ASTM E8/E8M
Alongamento	0,5–1,5% (muito baixo)	ASTM E8/E8M
Índice de Resistência ao Desgaste	>3× o aço inox 316	ASTM G65

Principais Características do Stellite 3

Resistência Extrema à Abrasão: O alto volume de carbonetos duros torna a liga ideal para aplicações com partículas sólidas intensas ou desgaste metal-metal.
Excelente Dureza a Quente: Mantém >50 HRC em temperaturas até 800°C, proporcionando proteção prolongada ao desgaste sob ciclos térmicos.
Estabilidade à Corrosão e à Erosão: Bom desempenho em meios ácidos, ricos em cloretos e oxidantes — ideal para controle de fluxo e equipamentos de processo químico.
Baixa Ductilidade: Excelente para componentes em posição fixa; não recomendado para flexão dinâmica ou carregamento cíclico de alto impacto.

Desafios e Soluções de Usinagem CNC para Stellite 3

Desafios de Usinagem

Desgaste de Ferramenta Induzido por Carbonetos

O alto teor de carbonetos causa desgaste abrasivo nas faces de flanco e arestas da ferramenta, mesmo em baixas velocidades de corte.

Fragilidade

O material tem ductilidade limitada; portanto, avanços inadequados ou cortes interrompidos podem induzir trincas ou lascamento.

Risco de Danos Térmicos

A baixa condutividade térmica concentra calor na zona de corte, degradando revestimentos da ferramenta e a precisão dimensional.

Estratégias de Usinagem Otimizadas

Seleção de Ferramentas

Parâmetro	Recomendação	Justificativa
Material da Ferramenta	CBN ou cerâmica; metal duro com revestimento PVD para acabamento	Suporta dureza e abrasão extremas
Revestimento	AlTiN ou TiSiN (3–5 µm)	Reduz tensão térmica e desgaste de flanco
Geometria	Saída neutra ou levemente negativa (0° a -5°), aresta honed 0,03–0,05 mm	Aumenta a estabilidade da ferramenta e evita micro-lascamento

Parâmetros de Corte (ISO 3685)

Operação	Velocidade (m/min)	Avanço (mm/rev)	DOC (mm)	Pressão do Refrigerante (bar)
Desbaste	8–12	0,15–0,25	1,5–2,5	80–100
Acabamento	15–22	0,05–0,10	0,3–1,0	100–120

Tratamento de Superfície para Peças em Stellite 3 Usinadas

Prensagem Isostática a Quente (HIP)

HIP a 1150°C e 150 MPa melhora a uniformidade microestrutural e aumenta a resistência ao desgaste em peças fundidas ou fabricadas por manufatura aditiva.

Tratamento Térmico

Tratamento Térmico após a usinagem pode aliviar tensões residuais e aprimorar a distribuição de carbonetos para retenção de dureza no longo prazo.

Soldagem de Superligas

Soldagem de Superligas usando TIG com pré-aquecimento do substrato e baixa diluição ajuda a obter juntas sem trincas e zonas de desgaste consistentes.