Русский

Stellite 25 (Alloy L-605)

Stellite 25 (Alloy L-605) — кобальт-никель-хром-вольфрамовый сплав для ЧПУ-деталей, работающих при высоких температурах. Обладает высокой усталостной прочностью, стойкостью к окислению и структурной надёжностью для авиационных, энергетических и химических систем.

Введение в Stellite 25

Stellite 25 (также известный как Alloy L-605 или UNS R30605) — высокоэффективный кобальтовый суперсплав, разработанный для обеспечения высокой прочности, износостойкости и стойкости к окислению при повышенных температурах. В отличие от других марок Stellite, оптимизированных под экстремальную твердость, Stellite 25 обладает более сбалансированными механическими характеристиками — сочетает умеренную твердость с высокой ползучестойкостью, усталостной долговечностью и стойкостью к термоокислению при температурах до 1100°C.

Благодаря твердорастворному упрочнению хромом, никелем и вольфрамом Stellite 25 широко применяется для конструкционных деталей, работающих в условиях термической усталости, высоких давлений и химически агрессивных сред. Компоненты обычно изготавливаются ковкой или литьем и затем прецизионно доводятся посредством обработки на станках с ЧПУ, особенно для авиационно-космических, энергетических и химико-технологических применений с жесткими допусками.

Химические, физические и механические свойства Stellite 25

Stellite 25 (UNS R30605 / AMS 5537 / ASTM F90) — кобальт-никель-хром-вольфрамовый сплав, известный отличной высокотемпературной прочностью при растяжении и усталости, а также коррозионной и окислительной стойкостью.

Химический состав (типичный)

Элемент	Диапазон содержания (мас.%)	Ключевая роль
Кобальт (Co)	Остальное (≥50.0)	Матрица для высокотемпературной прочности и стойкости к окислению
Хром (Cr)	19.0–21.0	Окислительная стойкость за счет формирования слоя Cr₂O₃
Никель (Ni)	9.0–11.0	Повышает пластичность, вязкость и коррозионную стойкость
Вольфрам (W)	14.0–16.0	Повышает прочность за счет твердорастворного упрочнения
Железо (Fe)	≤3.0	Остаточный элемент
Углерод (C)	≤0.10	Ограничивает образование карбидов для сохранения вязкости
Марганец (Mn)	≤2.0	Улучшает горячую деформируемость и однородность структуры
Кремний (Si)	≤1.0	Способствует окислительной стойкости и литейной текучести

Физические свойства

Свойство	Значение (типичное)	Стандарт/условие испытания
Плотность	9.13 г/см³	ASTM B311
Диапазон плавления	1330–1410°C	ASTM E1268
Теплопроводность	12.6 Вт/м·К при 100°C	ASTM E1225
Удельное электрическое сопротивление	1.00 µΩ·м при 20°C	ASTM B193
Тепловое расширение	13.1 µм/м·°C (20–400°C)	ASTM E228
Удельная теплоемкость	400 Дж/кг·К при 20°C	ASTM E1269
Модуль упругости	210 ГПа при 20°C	ASTM E111

Механические свойства (деформированное или термообработанное состояние)

Свойство	Значение (типичное)	Стандарт испытания
Твердость	25–32 HRC (после отжига) / 33–40 HRC (после старения)	ASTM E18
Предел прочности при растяжении	930–1100 МПа	ASTM E8/E8M
Предел текучести (0.2%)	430–550 МПа	ASTM E8/E8M
Относительное удлинение	25–35%	ASTM E8/E8M
Усталостная прочность	≥275 МПа (вращающийся изгиб, 10⁷ циклов)	ASTM E466
Ползучесть/разрушение при ползучести	230 МПа при 870°C (1000 ч)	ASTM E139

Ключевые характеристики Stellite 25

Отличная усталостная и ползучая стойкость: подходит для длительной службы при 800–1000°C в условиях циклических или длительных нагрузок.
Высокая стойкость к окислению и сульфидации: сохраняет целостность оксидной пленки в агрессивных средах — горячий воздух, пар, серосодержащие продукты сгорания.
Хорошая пластичность и технологичность: допускает холодную/горячую деформацию и сварку, что удобно для сложных конструкций.
Коррозионная стойкость в кислых и солевых средах: устойчив к HCl, HNO₃ и хлоридным средам, подходит для химического и морского оборудования.

Сложности и решения при обработке Stellite 25 на станках с ЧПУ

Сложности обработки

Высокая склонность к наклепу

Поверхностная твердость быстро растет из-за деформационного упрочнения при резании, что вызывает прогиб инструмента и вибрации.

Износ инструмента из-за вязкой матрицы

Вязкая твердорастворно-упрочненная матрица сопротивляется сдвигу, ускоряя износ пластин и снижая стойкость инструмента.

Размерная нестабильность из-за теплового расширения

При прецизионной обработке требуется строгий термоконтроль для удержания допусков ±0.01 мм из-за заметного коэффициента расширения.

Оптимизированные стратегии обработки

Выбор инструмента

Параметр	Рекомендация	Обоснование
Материал инструмента	Мелкозернистый твердый сплав (класс K30), керамика или CBN-вставки	Высокая стойкость режущей кромки и износостойкость
Покрытие	AlTiN или TiSiN (PVD 3–5 µm)	Снижает тепловыделение и термоудар
Геометрия	Отрицательный передний угол с притуплением кромки 0.05 мм	Предотвращает микросколы в зонах наклепа

Режимы резания (соответствие ISO 3685)

Операция	Скорость (м/мин)	Подача (мм/об)	Глубина резания (мм)	Давление СОЖ (бар)
Черновая обработка	10–15	0.20–0.25	1.5–2.5	100–120
Чистовая обработка	18–25	0.05–0.10	0.5–1.0	120–150

Поверхностная обработка деталей из Stellite 25 после мехобработки

Горячее изостатическое прессование (HIP)

HIP устраняет пористость и повышает усталостную прочность и ползучестойкость литых или аддитивно изготовленных деталей.

Термообработка

Термообработка улучшает однородность зерна, размерную стабильность и снимает напряжения, особенно после мехобработки или формообразования.

Сварка сверхсплавов

Сварка сверхсплавов с использованием присадочных прутков соответствующего состава обеспечивает структурную целостность сварных соединений в высокотемпературных системах.