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Excelente resistência ao choque térmico e à fadiga térmica
O baixo teor de carbono do Stellite 21 resulta em uma distribuição moderada e uniforme de carbonetos, com matriz de cobalto que oferece boa ductilidade. A liga é resistente a fissuras térmicas durante ciclos rápidos de temperatura e pode suportar choques térmicos severos. É especialmente adequado para aplicações com flutuações frequentes de temperatura, como válvulas de usinas nucleares, componentes de turbinas a gás e matrizes de trabalho a quente.
Bom equilíbrio entre resistência ao desgaste e tenacidade
A dureza típica em condição de fundição ou solda-depositada é HRC 28-38 (aproximadamente HV 270-380), oferecendo melhor resistência ao desgaste do que os aços inoxidáveis comuns, mantendo alta tenacidade ao impacto (Energia de impacto de entalhe Charpy V-de aproximadamente 20-40 J). Em comparação com ligas à base de cobalto com alto teor de carbono (por exemplo, Stellite 1, 6, 20), o Stellite 21 apresenta tenacidade significativamente superior, tornando-o adequado para componentes sujeitos a impacto e desgaste.
Resistência Superior à Corrosão
Com aproximadamente 28% de teor de cromo, o Stellite 21 demonstra boa resistência à corrosão em ácidos oxidantes (por exemplo, ácido nítrico), ácidos não{4}oxidantes moderadamente concentrados (por exemplo, menos ou igual a 50% de ácido sulfúrico) e soluções alcalinas. Ele tem um desempenho excepcionalmente bom em ambientes de água de alta-temperatura e alta{10}}pressão, servindo como um material clássico para superfícies de vedação de válvulas de reatores nucleares. Em ambientes de água do mar e cloreto, apresenta principalmente corrosão por pites em vez de corrosão uniforme.
Boa usinabilidade e soldabilidade
Stellite 21 é uma das classes mais usináveis e soldáveis entre as ligas à base de cobalto-. Ele pode ser endurecido superficialmente-usando vários processos de sobreposição de solda, como soldagem PTA, TIG, MIG e oxi{4}}acetileno, com suscetibilidade extremamente baixa a trincas a quente. O pré-aquecimento a 200-350 graus e o resfriamento controlado pós-soldagem normalmente são suficientes durante a soldagem. A usinagem limitada é possível na condição recozida, com acabamento final recomendado via retificação ou usinagem por descarga elétrica (EDM).
Especificações Técnicas
Composição Química
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Elemento |
Requisitos padrão |
Notas |
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Co. |
Quantidade restante
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Elementos de matriz que fornecem resistência-a altas temperaturas, estabilidade térmica, tenacidade e resistência inerente à corrosão |
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Cr |
26.0 - 30.0% |
Forma uma película protetora densa de Cr₂O₃, proporcionando resistência à oxidação e corrosão, e também é um componente principal de carbonetos duros |
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W |
5.0 - 6.0% |
Fornece fortalecimento de solução sólida, forma uma quantidade moderada de carbonetos com carbono e melhora a dureza em altas-temperaturas |
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C |
0.2 - 0.3% |
O baixo teor de carbono forma uma pequena quantidade de carbonetos, garantindo boa tenacidade e mantendo a resistência ao desgaste. |
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Não |
2.0 - 3.0% |
Adicione uma pequena quantidade para estabilizar a estrutura austenítica e melhorar a tenacidade |
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Fé |
Menor ou igual a 3,0% |
Controle rigoroso para garantir pureza e estabilidade microestrutural |
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Si |
Menor ou igual a 2,0% |
Desoxidante |
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Mn |
Menor ou igual a 1,0% |
Desoxidante, melhora o desempenho do processamento |
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Mo |
Menor ou igual a 1,0% |
Pequenas adições opcionais para fornecer reforço aprimorado da solução sólida e resistência à corrosão por pite |
Propriedades Físicas
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Propriedade |
Valor/intervalo |
Condições de teste |
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Densidade |
8.40 - 8.60g/cm³ |
Temperatura ambiente (20 graus) |
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Ponto de fusão |
1300 - 1370 grau |
- |
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Coeficiente de Expansão Térmica (20-100 graus) |
12.0 - 13.0 × 10⁻⁶ /K |
- |
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Módulo elástico (módulo de Young) |
200 - 220 GPa |
Temperatura ambiente |
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Condutividade térmica (20 graus) |
21.8 W/(m·K) |
- |
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Resistividade |
0.85 - 0.95 μΩ·m |
- |
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Magnetismo |
Não-magnético (fracamente magnético) |
Ligas à base de-cobalto normalmente são não-magnéticas ou fracamente magnéticas à temperatura ambiente |
Propriedades Mecânicas (Condição Fundida/Soldada, Valores Típicos)
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Propriedade |
Valor típico |
Especificação |
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Dureza (Condição de Sobreposição Fundida/Soldada) |
28 - 38 HRC(270 - 380 HV) |
AWS A5.21 ECoCr-A |
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Resistência à tracção |
700 - 850 MPa |
- |
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Força de rendimento (compensação de 0,2%) |
450 - 600 MPa |
- |
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Alongamento |
5 - 10% (boa resistência) |
- |
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Resistência à compressão à temperatura ambiente |
1800 - 2200 MPa |
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Resistência ao impacto |
Energia de impacto do entalhe Charpy V-de aproximadamente 20 - 40 J |
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Nota: A tenacidade do Stellite 21 é relativamente alta entre ligas à base de cobalto-. Seu alongamento e resistência ao impacto são significativamente melhores do que aqueles de graus de alto-carbono. No entanto, ele ainda se enquadra na categoria de materiais-resistentes ao desgaste e não é recomendado para componentes estruturais sujeitos a altas cargas de tração.
Desempenho-em altas temperaturas
Stellite 21 tem capacidade moderada de manter a dureza em altas temperaturas. A seguir estão os valores de referência típicos de como a dureza muda com a temperatura:
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Temperatura |
Dureza típica |
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Temperatura ambiente |
28 - 38 CDH |
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400 graus (750 graus F) |
26 HRC |
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600 graus (1110 graus F) |
22 HRC |
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760 graus (1400 graus F) |
18 HRC |
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870 graus (1600 graus F) |
14 HRC |
Desempenho antioxidante:
Em ambientes de oxidação de alta-temperatura, o Stellite 21 forma um filme denso de óxido de Cr₂O₃ em sua superfície. Após exposição ao ar a 800 graus por 1000 horas, o ganho de peso de oxidação é inferior a 1 mg/cm², indicando boas propriedades antioxidantes.
Estabilidade térmica-de longo prazo:
Quando em serviço em temperaturas acima de 600 graus durante longos períodos, a liga apresenta excelente estabilidade microestrutural sem transformações de fase significativas ou amolecimento. A transformação alotrópica da matriz de cobalto e o reforço da solução-sólida por tungstênio garantem longa vida útil sob condições de ciclo térmico.
Mídia aplicável:
1. Água-de alta-temperatura e{2}}pressão alta (circuito do reator nuclear primário)
2. Água do mar, água salgada (excelente resistência à corrosão por pites)
3. Ácidos oxidantes: Ácido nítrico (resistência superior à corrosão à temperatura ambiente)
4. Ácidos não-oxidantes: ácido sulfúrico (concentração menor ou igual a 50%), ácido clorídrico (concentração menor ou igual a 30%) (taxa de corrosão normalmente<0.1 mm/a)
5. Soluções alcalinas: Hidróxido de sódio, hidróxido de potássio (resistente a todas as concentrações)
6. Ácidos orgânicos: ácido acético, ácido fórmico, etc.
7. Atmosferas oxidantes de alta-temperatura, gases contendo enxofre/cloro-(formam uma película protetora de Cr₂O₃ na superfície)
Nota: O Stellite 21 tem resistência à corrosão limitada em ácidos fortemente redutores (por exemplo, ácido clorídrico quente concentrado) e meios contendo-flúor.
O Stellite 21 é adequado para ciclismo a quente, impacto, desgaste médio-a{2}}baixo e condições corrosivas, e é recomendado para os seguintes campos:
Campos de aplicação
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Indústria de energia nuclear: vedação de superfícies de válvulas de reatores nucleares (válvulas principais de vapor, válvulas de segurança, válvulas de isolamento) e outros componentes-resistentes ao desgaste dentro da ilha nuclear, aproveitando sua excelente resistência a choque térmico, irradiação e corrosão por água em alta-temperatura e alta-pressão.
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Indústria de válvulas e vedações: Superfícies de vedação de válvulas de média-a{1}}alta pressão (sedes de válvulas, discos de válvulas, hastes de válvulas), particularmente adequadas para válvulas de vapor e válvulas de água de alimentação com flutuações frequentes de temperatura, oferecendo resistência superior a trincas térmicas.
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Aeroespacial e Energia: Componentes da câmara de combustão, palhetas guia e anéis de vedação de turbinas a gás, que suportam ciclos térmicos severos e corrosão por oxidação.
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Petróleo e gás: componentes internos de válvulas de alta-temperatura e{1}}alta pressão, equipamentos de cabeça de poço e equipamentos de processamento de meio ácido, com boa resistência à corrosão por H₂S e CO₂.
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Máquinas e ferramentas industriais: lâminas de cisalhamento a quente, matrizes de forjamento a quente e moldes-de fundição sob pressão (portas, êmbolos) em aplicações que exigem resistência a choque térmico e fadiga térmica.
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Química e Petroquímica: Lâminas do agitador do reator, revestimentos-resistentes ao desgaste das placas dos tubos do trocador de calor e superfícies de vedação da válvula, que resistem aos efeitos combinados de corrosão e desgaste.
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Construção naval e engenharia offshore: superfícies-resistentes ao desgaste de eixos de hélice e componentes de válvulas/bombas, resistindo à corrosão da água do mar e ao desgaste mecânico.
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Motores automotivos e de combustão interna: válvulas de escape do motor, balancins e anéis de vedação do turbocompressor, mantendo a resistência ao desgaste e à gripagem sob condições cíclicas de alta-temperatura.
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Aço e tratamento térmico: lâminas de cisalhamento a quente, lâminas de serra a quente, rolos de fundo de forno e rolos guia, suportando oxidação em alta-temperatura e choque térmico.
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Conformação de Vidro e Cerâmica: Moldes de vidro e moldes de extrusão a quente, devido à sua boa fadiga térmica e resistência à corrosão.
Entrega e Personalização
Oferecemos soluções de cadeia de suprimentos flexíveis e confiáveis para garantir que você receba materiais Stellite 21 que atendem perfeitamente aos requisitos do seu projeto.
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Forma |
 Folha/Placa
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 Barra/Haste
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 Tubo sem costura
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 Bobina de tira/folha
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 Fio / fio-máquina
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Faixa Convencional |
Espessura: 0.5 - 100 mm |
Diâmetro Φ6-500mm |
Diâmetro externo Φ10-300mm |
Espessura: 0,1 – 3,0 mm |
Diâmetro Φ0,5-10mm |
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Capacidade de personalização |
Rolamento especial grosso/fino, placas ultra{0}}largas; tratamento de superfície especial, corte-de comprimento fixo |
Barras forjadas-de grande porte (até Φ800 mm), barras com formatos-especiais e diversas condições de tratamento térmico |
Tubos com paredes-espessas-de grande diâmetro, composição de liga especial; Processamento de extremidade de tubo (chanfradura, comprimento fixo) |
Diferentes condições de dureza, tratamentos térmicos especiais (tratamento de estabilização, controle de tamanho de grão), superfícies-lavadas com ácido, polimento eletrolítico, revestimentos ou películas protetoras especiais |
Tratamento de superfície especial, desenho de precisão |
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Perguntas frequentes
P: Quais são as principais vantagens do Stellite 21?
P: Que tipo de tratamento térmico o Stellite 21 requer?
P: Qual é a temperatura máxima de serviço?
P: Qual é a diferença entre o Stellite 21 e o Stellite 6?
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