Millised on stelliidi 6 termilised omadused?

Stelliit 6, koobalt - põhinev sulam, mis on tuntud oma kulumiskindluse ja korrosioonikindluse poolest, on ka eristatavate termiliste omaduste komplekt, mis muudavad selle sobivaks rakendusteks kõrgel - temperatuurikeskkonnas. Need termilised omadused, sealhulgas soojuspaisumine, soojusjuhtivus, kõrge - temperatuuri tugevuse säilitamine ja oksüdatsioonikindlus, määravad otseselt selle jõudluse stsenaariumides, mis hõlmavad äärmuslikke temperatuuride kõikumisi, pidevat kõrget - soojuspositsiooni või termilist tsüklit.
Soojuspaisumine: mõõtmete stabiilsus temperatuuri muutuste all
Soojuspaisumine viitab nähtusele, kus temperatuuri variatsioonide tõttu muutub materiaalne mahu või pikkuse muutumine. Stelliit 6 puhul on selle soojuspaisumise koefitsient selle mõõtmete stabiilsuse peamine näitaja kuumusel. Tavaliselt ulatub stelliitide 6 lineaarne soojuspaisumistegur vahemikus 12 kuni 14 × 10⁻⁶ kraadi kohta temperatuurivahemikus 20–600 kraadi. See mõõdukas laienemiskiirus võimaldab tal temperatuurimuutuste korral säilitada suhteliselt stabiilseid mõõtmeid, mis on ülioluline komponentide jaoks, mis nõuavad tihedat sobivust või täpset kliirensi.
Praktilistes rakendustes, nagu klapi istmed kõrgetes - temperatuuritorustikes, hoiab Stellite 6 kontrollitud soojuspaisumine ära liigsed mõõtmelised muutused, mis võivad põhjustada lekke või segamist. Näiteks kui stelliidist 6 -st valmistatud klapi iste kokku puutub kõrge - temperatuurvedelikuga (kuni 500 kraadi) pärast toatemperatuuril olemist, on selle laienemine ennustatav ja vastuvõetava piiri piires. See tagab, et see jääb klapi kettale tihedalt kinni, isegi termilise stressi all. Seevastu liiga kõrge soojuspaisumiskoefitsientidega materjalid võivad laieneda üle projekteerimistallerantsi, põhjustades tihendi rikke.
Soojusjuhtivus: soojuse hajumise võime
Soojusjuhtivus mõõdab materjali võimet soojust korraldada. Stelliit 6 -l on suhteliselt madal soojusjuhtivus, tavaliselt toatemperatuuril umbes 10–15 W/(m · k). See tähendab, et see ei kanna soojust nii kiiresti kui metallid nagu vask või alumiinium, mis võib sõltuvalt rakendusest olla nii eelis kui ka kaalutlus.
Kõrge - temperatuuri kulumise stsenaariumid, näiteks söeveski rullid elektrijaamades, toimib stelliidi 6 madal soojusjuhtivus kaitseomaduseks. Kui rull puutub kokku kuumade söeosakestega (umbes 300–400 kraadi), vähendab aeglane soojusülekanne pinnal lokaliseeritud ülekuumenemise riski. See aitab säilitada rulli pinnakihi - karedust, kuna liigne kuumus võib materjali pehmendada ja kulumist kiirendada. Kuid rakendustes, kus on vaja kiiret soojuse hajumist, näiteks soojusvaheti komponente, võib see madal soojusjuhtivus piirata selle kasutamist, kui see pole sidunud soojuse - juhtivat aluse materjaliga.
Kõrge - temperatuuri tugevuse säilitamine: mehaaniline stabiilsus kõrgendatud temperatuuridel
Üks Stelliit 6 kõige kriitilisemaid soojusomadusi on selle võime säilitada mehaaniline tugevus kõrgel temperatuuril. Erinevalt paljudest kareduse ja tõmbetugevuse kaotavad sulamid, mis on kiiresti üle 500 kraadi, säilitab Stelliit 6 märkimisväärse osa oma mehaanilistest omadustest isegi kõrgendatud temperatuuridel.
Toatemperatuuril on Stelliit 6 rockwelli kõvadus (HRC) 38–42 ja tõmbetugevus umbes 1000–1200 MPa. Kuni 600 kraadi temperatuuriga kokkupuutel püsib selle kõvadus kõrgem HRC 30 ja tõmbetugevus on endiselt umbes 700–800 MPa. See tugevuse säilitamine omistatakse selle koobalti - kroomi - volframmaatriksile ja kõvade karbiidide stabiilsusele (näiteks kroomi karbiidi ja volframi karbiid) mikrostruktuuri- need karbiidid ei pakuta seda, mis on hõlpsalt hajutatud.
See omadus muudab Stelliit 6 ideaalseks komponentide jaoks, näiteks katla pihustid soojuseelektrijaamades, mis töötavad pidevas kõrgel - soojuskeskkonnas (600–800 kraad). Düüsi peab vastu pidama mitte ainult kuuma suitsugaasi abrasiivsele mõjule, vaid säilitama ka deformatsiooni vältimiseks konstruktsiooni terviklikkuse. Stellite 6 kõrge - temperatuuri tugevus tagab, et düüsi säilitab oma kuju ja funktsionaalsuse pikkade hooldustsüklite jooksul, vähendades hooldussagedust.
Oksüdatsiooniresistentsus: resistentsus kõrgele - temperatuuri korrosioon
Oksüdatsiooniresistentsus on termiline omadus, mis kirjeldab materjali võimet vastu seista keemilistele reaktsioonidele hapnikuga kõrgel temperatuuril. Stelliit 6 silma paistab selles osas kõrge kroomi sisalduse tõttu (27–32%). Kõrgendatud temperatuuridel moodustab kroom sulami pinnale tiheda, kleepuva kroomiumoksiidi (CR₂O₃) kile, mis on tõkena materjali edasise hapniku difusiooni vältimiseks.
Stelliit 6 suudab pikema perioodi jooksul vastu seista õhus temperatuuridel kuni 1000 kraadi. Isegi pärast 1000 tundi 800 -kraadise õhuga kokkupuudet jääb oksiidikiht puutumatuks, kaalukaotuse korral (tavaliselt alla 0,1 mg/cm² tunnis). See on palju parem kui paljudest süsinikterastest või madal - sulamterased, mis oksüdeeruks kiiresti ja moodustaks samades tingimustes lahti, helbed rooste.
Sellistes rakendustes nagu heitgaasi klapi istmed kõrgel - jõudlusmootorid, kus temperatuurid võivad põlemise ajal jõuda 850 kraadi, on see oksüdatsiooniresistentsus kriitiline. Ventiili iste on pidevalt avatud kuumade heitgaasidega, mis sisaldavad hapnikku ja põlemist - toodetega. Ilma efektiivse oksüdatsioonitakistuseta laguneks pind, põhjustades kulumist, lekkeid ja mootori riket. Stelliite 6 oksiidkile hoiab ära sellise lagunemise, tagades pikka - termini usaldusväärsuse.
Termiline šokitakistus: sallivus kiirete temperatuurimuutuste suhtes
Termiline löögikindlus viitab materjali võimele taluda temperatuuri järske kõikumisi ilma pragunemata. See omadus sõltub soojus laienemise, soojusjuhtivuse ja sitkuse kombinatsioonist. Stelliit 6 -l on mõõdukas termiline šokitakistus, mis on piisav paljude tööstuslike rakenduste jaoks, kuid mitte nii kõrge kui mõne nikli - põhipõhised SuperAlloys.
Selle mõõdukas soojuspaisumine ja madal soojusjuhtivus tähendavad, et temperatuuri järskude muutused (nt 20 -st kuni 600 kraadi sekundites) võivad tekitada sisemisi soojuspingeid. Kuid selle koobalti maatriks pakub astet sitkust, mis aitab neid pingeid leevendada. Praktikas suudab Stelliit 6 taluda aeg -ajalt termilisi lööke sellistes rakendustes nagu metall -, mis moodustavad surevad, kus Die võib kontakteeruda kuuma metalliga (500–700 kraadi) ja seejärel veega jahutada. Kuigi korduvad äärmuslikud šokid võivad lõpuks põhjustada mikrokraake, võib korralik disain (näiteks jahutuskanalite lisamine) pikendada selle kasutusaega.
See omadus on vähem kriitiline Stelliit 6 esmaste kasutusjuhtumite jaoks - kulumine - resistentsed komponendid püsivalt kõrgel - temperatuurikeskkonnas -, kuid see on endiselt kaalutlus, mis hõlmab vahelduvat kuumutamist ja jahutamist.
Stelliit 6 termiliste omaduste praktiline mõju
Stelliit 6 termilised omadused võimaldavad selle kasutamist nõudlikes keskkondades, kus kuumus, kulumine ja oksüdatsioon langevad kokku. Näiteks:
. Selle soojuspaisumine sobib hästi paarituskomponentidega, takistades lekkeid; Selle oksüdatsiooniresistentsus talub söövitavaid gaase; ja selle kõrge - temperatuuri tugevus seisab vastu rõhu all deformatsioonile.
• Aerospace'i maapealse tugiteenuse, näiteks raketimootori testide kinnitusdetailides, vastu 6 komponenti, mis on mootorikatsete ajal lühike, kuid intensiivsed soojusharud. Nende oksüdatsiooniresistentsus ja tugevuse säilitamine takistavad pinna lagunemist, samal ajal kui nende termiline stabiilsus väldib mõõtmete muutusi, mis võivad mõjutada testi täpsust.
Kokkuvõtlikult võib öelda, et Stelliite 6 termilised omadused - kontrollitud soojuspaisumine, mõõdukas soojusjuhtivus, tugev kõrge - temperatuuri tugevuse säilitamine ja suurepärane oksüdatsioonitakistus - täiendab selle kulutakistuse, muutes selle kõrgete {{4} temperatuuride jaoks mitmekülgseks materjaliks. Need omadused tagavad, et see suudab usaldusväärselt toimida keskkonnas, kus soojus- ja mehaaniline pinge eksisteerivad, tahkestades selle rolli kriitilistes komponentides energia-, tootmis- ja kosmosesektorites.