خصوصیات حرارتی استیل 6 چیست؟

stellite 6 ، یک کبالت-} مبتنی بر آلیاژ مشهور به دلیل مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی ، همچنین مجموعه ای از خصوصیات حرارتی متمایز را نشان می دهد که باعث می شود آن را برای برنامه های کاربردی در محیط های دمای بالا- مناسب می کند. این خصوصیات حرارتی ، از جمله انبساط حرارتی ، هدایت حرارتی ، احتباس مقاومت دما {4} بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون ، به طور مستقیم عملکرد آن را در سناریوهای مربوط به نوسانات دمای شدید ، قرار گرفتن در معرض گرمای بالا {5} بالا و یا دوچرخه سواری حرارتی تعیین می کند.
انبساط حرارتی: پایداری ابعادی تحت تغییر دما
انبساط حرارتی به پدیده ای اشاره دارد که در آن یک ماده در حجم یا طول به دلیل تغییرات دما تغییر می کند. برای Stellite 6 ، ضریب انبساط حرارتی آن یک شاخص اصلی ثبات بعدی آن در گرما است. به طور معمول ، ضریب انبساط حرارتی خطی 6 از 12 تا 14 × 10⁻⁶ در هر درجه در محدوده دمای 20-600 درجه است. این میزان انبساط متوسط ​​به آن اجازه می دهد تا ابعاد نسبتاً پایدار را در معرض تغییرات دما حفظ کند ، که برای مؤلفه هایی که نیاز به تناسب محکم یا ترخیص دقیق دارند ، بسیار مهم است.
در برنامه های عملی ، مانند صندلی های دریچه ای در خطوط لوله دما- بالا ، گسترش حرارتی کنترل شده Stellite 6 از تغییرات بعدی بیش از حد که می تواند منجر به نشت یا لگد زدن شود ، جلوگیری می کند. به عنوان مثال ، هنگامی که یک صندلی دریچه ساخته شده از Stellite 6 پس از قرار گرفتن در دمای اتاق در معرض مایع درجه حرارت 4 {4} (تا 500 درجه) قرار دارد ، گسترش آن قابل پیش بینی و در حد قابل قبول است. این تضمین می کند که حتی تحت فشار حرارتی ، محکم در برابر دیسک دریچه بسته می شود. در مقابل ، مواد با ضرایب انبساط حرارتی بسیار زیاد ممکن است فراتر از تحمل طراحی گسترش یابد و باعث خرابی مهر و موم شود.
هدایت حرارتی: ظرفیت اتلاف گرما
هدایت حرارتی توانایی یک ماده در انجام گرما را اندازه گیری می کند. STELLITE 6 دارای هدایت حرارتی نسبتاً کم ، به طور معمول در حدود 10-15 W/(M · K) در دمای اتاق است. این بدان معنی است که گرما را به سرعت به عنوان فلزات مانند مس یا آلومینیوم منتقل نمی کند ، که بسته به کاربرد می تواند هم یک مزیت باشد و هم توجه.
در سناریوهای سایش دما بالا {{0} ، مانند رول آسیاب زغال سنگ در نیروگاه ها ، هدایت حرارتی کم استیلیت 6 به عنوان یک ویژگی محافظ عمل می کند. هنگامی که رول با ذرات ذغال سنگ داغ (حدود 300-400 درجه) در تماس باشد ، انتقال حرارت آهسته خطر گرمای بیش از حد موضعی روی سطح را کاهش می دهد. این به حفظ سختی لایه سطح رول-} کمک می کند زیرا گرمای بیش از حد می تواند مواد را نرم کند و سایش را تسریع کند. با این حال ، در برنامه هایی که در آن اتلاف سریع گرمای لازم است ، مانند اجزای مبدل حرارتی ، این هدایت حرارتی کم ممکن است استفاده از آن را محدود کند ، مگر اینکه با یک گرما- انجام دهد.
بالا - حفظ مقاومت دما: ثبات مکانیکی در دماهای بالا
یکی از مهمترین خصوصیات حرارتی استولیت 6 توانایی آن در حفظ مقاومت مکانیکی در دماهای بالا است. بر خلاف بسیاری از آلیاژها که سختی و استحکام کششی را به سرعت بالاتر از 500 درجه از دست می دهند ، STELLITE 6 بخش قابل توجهی از خصوصیات مکانیکی خود را حتی در دمای بالا حفظ می کند.
در دمای اتاق ، Stellite 6 دارای سختی Rockwell (HRC) 38-42 و مقاومت کششی تقریباً 1000-1200 مگاپاسکال است. هنگامی که در معرض دمای تا 600 درجه قرار بگیرید ، سختی آن بالاتر از HRC 30 باقی می ماند و استحکام کششی آن هنوز در حدود 700-800 MPa است. This retention of strength is attributed to its cobalt-chromium-tungsten matrix and the stability of hard carbides (such as chromium carbide and tungsten carbide) within the microstructure-these carbides do not easily coarsen or dissolve at high temperatures, providing ongoing reinforcement.​
این خاصیت باعث می شود که برای اجزای نازل های دیگ بخار در نیروگاه های حرارتی ، که در محیط های گرم -} (600-800 درجه) کار می کنند ، برای اجزای سازنده مانند نازل های دیگ بخار ایده آل شود. نازل باید نه تنها در برابر تأثیر ساینده گاز دودکش گرم مقاومت کند بلکه یکپارچگی ساختاری را نیز حفظ می کند تا از تغییر شکل جلوگیری شود. استحکام دما {7 {7 {High {7 {{7 {7- تضمین می کند که نازل شکل و عملکرد خود را در چرخه های خدمات طولانی حفظ می کند و فرکانس نگهداری را کاهش می دهد.
مقاومت در برابر اکسیداسیون: مقاومت در برابر خوردگی دما بالا-
مقاومت اکسیداسیون یک خاصیت حرارتی است که توانایی یک ماده در مقاومت در برابر واکنشهای شیمیایی با اکسیژن را در دماهای بالا توصیف می کند. Stellite 6 به دلیل محتوای زیاد کروم (27-32 ٪) از این جنبه برتری دارد. در دمای بالا ، کروم یک فیلم متراکم و چسبنده اکسید کروم (CR₂O₃) را روی سطح آلیاژ تشکیل می دهد ، که به عنوان یک مانع برای جلوگیری از انتشار اکسیژن بیشتر در مواد عمل می کند.
Stellite 6 می تواند در برابر اکسیداسیون در هوا در دمای تا 1000 درجه برای دوره های طولانی مقاومت کند. حتی پس از 1000 ساعت قرار گرفتن در معرض هوا 800 درجه ، لایه اکسید دست نخورده باقی می ماند ، با حداقل کاهش وزن (به طور معمول کمتر از 0.1 میلی گرم در سانتی متر مربع در ساعت). این به مراتب برتر از بسیاری از فولادهای کربن یا فولادهای آلیاژی کم- است که به سرعت اکسیده می شود و در همان شرایط ، زنگ زدگی و پوسته پوسته را تشکیل می دهد.
در برنامه هایی مانند صندلی های دریچه اگزوز در موتورهای عملکردی High- ، که در آن دما می تواند در طول احتراق به 850 درجه برسد ، این مقاومت اکسیداسیون بسیار مهم است. صندلی دریچه دائماً در معرض گازهای اگزوز داغ حاوی اکسیژن و احتراق توسط محصولات {3} قرار می گیرد. بدون مقاومت در برابر اکسیداسیون مؤثر ، سطح تخریب می شود و منجر به سایش ، نشت و خرابی موتور می شود. فیلم اکسید STELLITE 6 از چنین تخریب جلوگیری می کند و از قابلیت اطمینان طولانی مدت 7 {7} اطمینان حاصل می کند.
مقاومت در برابر شوک حرارتی: تحمل به تغییرات سریع دما
مقاومت در برابر شوک حرارتی به توانایی یک ماده در مقاومت در برابر نوسانات ناگهانی دما بدون ترک خوردگی اشاره دارد. این خاصیت به ترکیبی از انبساط حرارتی ، هدایت حرارتی و چقرمگی بستگی دارد. Stellite 6 از مقاومت در برابر شوک حرارتی متوسط ​​برخوردار است که برای بسیاری از کاربردهای صنعتی کافی است اما به اندازه برخی از سوپریالی های مبتنی بر نیکل {3}.
انبساط حرارتی متوسط ​​و هدایت حرارتی کم آن بدان معنی است که تغییرات ناگهانی دما (به عنوان مثال ، از 20 درجه تا 600 درجه در ثانیه) می تواند تنش های حرارتی داخلی ایجاد کند. با این حال ، ماتریس کبالت آن درجه ای از چقرمگی را فراهم می کند که به کاهش این فشارها کمک می کند. در عمل ، Stellite 6 می تواند شوک های حرارتی گاه به گاه را در برنامه هایی مانند فلز- تشکیل دهد ، که در آن قالب ممکن است با فلز داغ (500-700 درجه) تماس بگیرد و سپس با آب خنک شود. در حالی که شوکهای شدید مکرر ممکن است در نهایت باعث ریزش ریزگردها شود ، طراحی مناسب (مانند اضافه کردن کانال های خنک کننده) می تواند عمر خدمات خود را گسترش دهد.
این خاصیت برای موارد استفاده اصلی Stellite 6 بسیار مهم است - Wear -}} اجزای مقاوم در محیط های دما - - {{{4} اما برای برنامه های مربوط به گرمایش و خنک کننده متناوب باقی مانده است.
پیامدهای عملی از خصوصیات حرارتی Stellite 6
خصوصیات حرارتی Stellite 6 به طور جمعی امکان استفاده از آن را در محیط های خواستار که گرما ، سایش و اکسیداسیون همزمان است ، امکان پذیر است. به عنوان مثال:
• در صنعت نفت و گاز ، تر و تمیز شیر 6 (صندلی ها و دیسک ها) در فشار بالا- ، چاههای درجه حرارت 2 {2} بالا (HPHT) (حداکثر 350 درجه) کار می کند. گسترش حرارتی آن به خوبی با اجزای جفت گیری مطابقت دارد و از نشت جلوگیری می کند. مقاومت اکسیداسیون آن در برابر گازهای خورنده مقاومت می کند. و قدرت درجه حرارت بالا {5 {} بالا در برابر تغییر شکل در برابر فشار مقاومت می کند.
• در تجهیزات پشتیبانی از زمین هوافضا ، مانند وسایل تست موتور موشک ، اجزای STELLITE 6 در طول تست های موتور ، سنبله های حرارتی مختصر اما شدید را تحمل می کنند. مقاومت در برابر اکسیداسیون و حفظ مقاومت آنها از تخریب سطح جلوگیری می کند ، در حالی که پایداری حرارتی آنها از تغییرات بعدی جلوگیری می کند که می تواند بر صحت آزمایش تأثیر بگذارد.
به طور خلاصه ، خواص حرارتی STELLITE 6-} گسترش حرارتی کنترل شده ، هدایت حرارتی متوسط ​​، حفظ قدرت دما بالا {{2} قوی ، و مقاومت اکسیداسیون عالی- مکمل مقاومت در برابر سایش ، آن را به یک ماده همه کاره برای کاربردهای بالا {4} کاربردهای صنایع دما تبدیل می کند. این خصوصیات اطمینان حاصل می کنند که می تواند در محیط هایی که گرما و تنش مکانیکی همزیستی دارند ، به طور قابل اعتماد عمل کنند و نقش آن را در اجزای مهم در بخش انرژی ، تولید و هوافضا تحقیر می کنند.