Estelite 4

Estelite 4

Stellite 4 (UNS R30004) é uma liga à base de alto-cobalto-de carbono, caracterizada por dureza extremamente alta e excelente resistência ao desgaste e resistência à oxidação em altas-temperaturas. Com uma composição química otimizada (alto cromo, aproximadamente 28{13}}32%; alto tungstênio, aproximadamente 13-16%; alto carbono, aproximadamente 2,0-3,0%), esta liga mantém uma dureza vermelha excepcional em uma faixa de temperatura, desde a temperatura ambiente até 760 graus (1400 graus F), juntamente com boa resistência à corrosão e ao choque térmico. Stellite 4 é uma das classes superiores da série de ligas resistentes ao desgaste à base de cobalto, oferecendo uma combinação de alta dureza e tenacidade moderada. É amplamente utilizado em aplicações como faces de vedação de válvulas, carcaças de bombas, parafusos de extrusoras, lâminas de cisalhamento a quente e componentes de alta temperatura de motores de aeronaves.
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Parâmetros técnicos

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High-Temperature Oxidation Resistance

Dureza excepcional e resistência ao desgaste

O Stellite 4 consegue isso por meio de um design de composição com alto teor de carbono, alto cromo e alto tungstênio, que gera um grande número de carbonetos duros dos tipos M₇C₃ e M₆C (com dureza de até 1500-1800 HV). Esses carbonetos duros são distribuídos uniformemente dentro de uma matriz de solução sólida baseada em cobalto. Esta estrutura composta de 'partículas duras + matriz resistente' permite resistir eficazmente ao corte e ao desgaste adesivo causado por partículas abrasivas. A faixa típica de dureza em condições depositadas por fundição ou solda está entre HRC 48-56 (aproximadamente HV 480-600). Sob condições de atrito seco, sua resistência ao desgaste é significativamente superior à dos aços inoxidáveis ​​comuns e aços para ferramentas, tornando-o particularmente adequado para meios contendo partículas sólidas e aplicações de fricção deslizante de alta tensão.

High-Temperature Corrosion Resistance

Excelente dureza vermelha-em altas temperaturas e resistência à oxidação

O Stellite 4 é conhecido por sua excelente dureza vermelha em altas-temperaturas, mantendo uma dureza considerável mesmo acima de 760 graus (1400 graus F). A 600 graus, a sua dureza permanece em torno de 35 HRC, e a 870 graus (1600 graus F), mantém aproximadamente 25 HRC. Esta propriedade decorre da transformação alotrópica do cobalto de hexagonal-compactado (ε-Co) para cúbico de face-centrado (-Co) em temperaturas acima da temperatura ambiente, bem como do fortalecimento da solução-sólida fornecida pelo tungstênio. Em atmosferas oxidantes, o alto teor de cromo promove a formação de um filme denso de óxido de Cr₂O₃ na superfície. Após exposição ao ar a 800 graus por 1.000 horas, o ganho de peso de oxidação é inferior a 1 mg/cm², oferecendo melhor resistência à oxidação do que a maioria dos aços resistentes ao calor-à base de ferro-.

High Stability

Boa resistência à corrosão

Com aproximadamente 30% de teor de cromo e as propriedades inerentes da matriz de cobalto, o Stellite 4 apresenta boa resistência à corrosão em diversos meios corrosivos. À temperatura ambiente, ele pode suportar concentrações de ácido sulfúrico de até 50%, ácido clorídrico de até 30% e todas as concentrações de soluções de hidróxido de sódio, com taxas de corrosão normalmente abaixo de 0,1 mm/a. Em meios oxidantes como o ácido nítrico, sua resistência à corrosão é ainda superior a algumas ligas à base de níquel. Em soluções de água do mar e cloreto, apresenta principalmente corrosão por pites em vez de perda uniforme de massa. No entanto, o desempenho é limitado em ácidos fortemente redutores (por exemplo, ácido clorídrico quente concentrado) e meios contendo-flúor.

Good Processability

Características de usinagem e processamento

Stellite 4 é um material frágil-resistente ao desgaste com uma resistência à tração-à temperatura ambiente de aproximadamente 550-900 MPa e um alongamento na fratura de apenas 1-3%. Sua resistência ao impacto é relativamente baixa (energia de impacto Charpy V-notch<10 J), making it unsuitable for applications subject to severe impact loads. However, it performs excellently under sliding wear and fretting wear conditions. The alloy is typically formed by precision casting or powder metallurgy. Common application methods include cladding (PTA, TIG, oxy-acetylene). Due to its high susceptibility to hot cracking, preheating to 300-600°C and control of interpass temperature are required during welding, followed by slow cooling after welding. Due to its extremely high hardness, grinding or electrical discharge machining (EDM) is recommended for finishing.

Especificações Técnicas

Composição Química

 

Elemento

Requisitos padrão

Notas

Co.

Quantidade restante

Elementos de matriz que fornecem resistência-a altas temperaturas, estabilidade térmica, tenacidade e resistência inerente à corrosão

Cr

28.0 - 32.0%

Forma uma película protetora densa de Cr₂O₃, proporcionando resistência à oxidação e corrosão, e também é um componente principal de carbonetos duros

W

13.0 - 16.0%

Fornece fortalecimento de solução sólida, forma carbonetos duros e{0}}resistentes ao desgaste com carbono, melhorando significativamente a dureza-em altas temperaturas e a resistência à fluência

C

2.0 - 3.0%

Formando uma grande quantidade de carbonetos de alta-dureza (M₇C₃, M₆C) com cromo e tungstênio, esta é a principal fonte de ultra-alta resistência ao desgaste.

Fé

Menor ou igual a 3,0%

Controle rigorosamente para garantir pureza e estabilidade microestrutural

Não

Menor ou igual a 3,0%

Controle rigorosamente para evitar que o níquel excessivo cause fragilização

Si

Menor ou igual a 2,0%

Desoxidante

Mn

Menor ou igual a 1,0%

Desoxidante, melhora o desempenho do processamento

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

 

Propriedade

Valor/intervalo

Condições de teste

Densidade

8.69 - 8.87g/cm³

Temperatura ambiente (20 graus)

Ponto de fusão

1190 - 1420 grau

-

Coeficiente de Expansão Térmica (20-100 graus)

11.5 - 12.5 × 10⁻⁶ /K

-

Módulo elástico (módulo de Young)

205 - 230 GPa

Temperatura ambiente

Condutividade térmica (20 graus)

14.5 - 14.8 W/(m·K)

-

Resistividade (20 graus)

0.85 - 0.94 μΩ·m

Temperatura ambiente

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)

 

Propriedade

Valor típico

Especificação

Dureza (Condição de Sobreposição Fundida/Soldada)

48 - 56 HRC(480 - 600 HV)

AWS A5.21 ECoCr-C

Resistência à tracção

550 - 900 MPa

-

Força de rendimento (compensação de 0,2%)

500 - 700 MPa

-

Alongamento

1 - 3% (material quebradiço)

-

Resistência à compressão à temperatura ambiente

2000 - 2500 MPa

-

Resistência ao impacto

Energia de impacto de entalhe Charpy V-< 10 J

-

Observação: Stellite 4 é um material frágil-resistente ao desgaste. Seus principais indicadores de desempenho são dureza e resistência ao desgaste. Possui baixa resistência à tração e plasticidade extremamente baixa, e geralmente não é recomendado para componentes estruturais sujeitos a altas cargas de tração.

Desempenho-em altas temperaturas

 
 

Dureza-de alta temperatura (vantagem principal):

Stellite 4 apresenta capacidade excepcional de manter a dureza em altas temperaturas. Abaixo estão os valores de referência típicos para a variação da dureza com a temperatura:

Temperatura

Dureza típica

Temperatura ambiente

48 - 56 CDH

400 graus (750 graus F)

40 HRC

600 graus (1110 graus F)

35 HRC

760 graus (1400 graus F)

30 HRC

870 graus (1600 graus F)

25 HRC

Desempenho antioxidante:

Em ambientes de oxidação de alta-temperatura, o Stellite 4 forma um filme denso de óxido de Cr₂O₃ em sua superfície. Após exposição ao ar a 800 graus por 1.000 horas, o ganho de peso de oxidação é inferior a 1 mg/cm², oferecendo melhores propriedades antioxidantes do que a maioria dos aços resistentes ao calor-à base de ferro-. Mesmo na faixa de temperatura de 500-700 graus, onde o aquecimento por fricção causa um aumento acentuado na temperatura da superfície, ele não amolece rapidamente como os aços para ferramentas comuns.

Estabilidade térmica-de longo prazo:

Quando em serviço em temperaturas acima de 600 graus por longos períodos, a liga apresenta excelente estabilidade microestrutural sem transformação de fase significativa ou amolecimento. O reforço da solução sólida de tungstênio na matriz de cobalto e a estabilidade estrutural dos carbonetos garantem coletivamente longa vida útil sob condições de alta-temperatura.

Mídia aplicável:

1. Água do mar, água salgada (excelente resistência à corrosão por pites; apresenta principalmente corrosão por pites em vez de corrosão uniforme)

2. Ácidos oxidantes: Ácido nítrico (resistência superior à corrosão à temperatura ambiente, ainda melhor do que algumas ligas à base de níquel-)

3. 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)

4. Soluções alcalinas: Hidróxido de sódio, hidróxido de potássio (resistente a todas as concentrações)

5. Ácidos orgânicos: ácido acético, ácido fórmico, etc.

6. Atmosferas oxidantes de alta-temperatura, gases contendo enxofre/cloro-(uma película protetora de Cr₂O₃ se forma na superfície)

Observação: O Stellite 4 tem resistência à corrosão limitada em ácidos fortemente redutores (por exemplo, ácido clorídrico quente concentrado) e meios contendo-flúor. Em condições de atrito de alta-tensão, o filme de óxido está sujeito a danos; a lubrificação deve ser usada em conjunto para manter a resistência à corrosão.

Steel Plate Processing
Steel Coil Processing
Steel Pipe Processing
Steel Bar Processing
 

O Stellite 4 foi projetado para aplicações severas que exigem resistência ao desgaste extremamente alta e dureza em altas-temperaturas, recomendado para os seguintes campos:

 

Campos de aplicação

  •  

    Aeroespacial e Energia: vedações de turbinas a gás, tiras de desgaste de pás, componentes de câmara de combustão e faces de vedação de válvulas de motor. Mantém alta dureza e excelente resistência ao desgaste em temperaturas acima de 760 graus, juntamente com boa estabilidade à fadiga térmica.

  •  

    Petróleo e gás: peças-resistentes ao desgaste de ferramentas de fundo de poço, válvulas, juntas de tubos de perfuração, brocas e faces de vedação de válvulas (sedes, discos, hastes). Ele resiste à erosão em alta-velocidade e ao desgaste abrasivo causado por meios carregados de areia-e particulados.

  •  

    Indústria química e de válvulas: carcaças de bombas, anéis de vedação rotativos, pastilhas de desgaste, parafusos de impulsor, buchas de rolamento, anéis de vedação mecânica e faces de vedação, bem como faces de vedação e revestimentos-resistentes ao desgaste para diversas válvulas de controle, válvulas de esfera e válvulas gaveta.

  •  

    Máquinas e ferramentas industriais: Lâminas de cisalhamento a quente, insertos de matrizes de forjamento a quente, componentes de matrizes de fundição (portões, êmbolos), suportes de retificadoras centerless, prensas de rosca, parafusos extrusores e arestas de corte especiais para processamento de plástico.

  •  

    Indústria de energia nuclear: vedações de válvulas de ilhas nucleares e revestimentos resistentes ao desgaste de-grau nuclear-. Ele oferece alta tolerância à radiação, estabilidade organizacional sob condições de ciclo térmico e excelentes propriedades anti-engripantes e anti{4}}desgaste por atrito.

  •  

    Construção naval e engenharia offshore: superfícies-resistentes ao desgaste de eixos de hélice e componentes de bombas/válvulas, resistindo aos efeitos sinérgicos da corrosão da água do mar e do desgaste mecânico.

  •  

    Mineração e transporte de lama: brocas de mineração, britadores, mangas de desgaste de bombas de lama e pastilhas de desgaste, resistindo à erosão em alta-velocidade e ao desgaste abrasivo severo causado por partículas duras.

  •  

    Motores automotivos e de combustão interna de alto-desempenho: válvulas de escape de alto-desempenho e outras peças de fricção de motores em altas-temperaturas, mantendo boa resistência ao desgaste e{3}}antiengripamento em temperaturas entre 500 e 800 graus.

  •  

    Ferramentas de trabalho a quente e conformação de vidro: Lâminas de cisalhamento a quente, moldes de vidro e matrizes de extrusão a quente, devido à sua boa-dureza em altas temperaturas e resistência à corrosão do vidro fundido.

Entrega e Personalização

Oferecemos soluções de cadeia de suprimentos flexíveis e confiáveis ​​para garantir que você receba materiais Stellite 4 que atendem perfeitamente aos requisitos do seu projeto.

Forma

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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

Faixa Convencional

Espessura: 0.5 - 100 mm
Largura: Menor ou igual a 1500 mm
Comprimento: Customizável

Diâmetro Φ6-500mm

Diâmetro externo Φ10-300mm

Espessura: 0,1 – 3,0 mm
Largura: 10 – 600 mm

Diâmetro Φ0,5-10mm

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

Por que nos escolher? - Tecnologia de engenharia confiável. Entrega confiável.

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Sample Support & Quick Response

Produção Verticalmente Integrada

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Embalagem confiável para entrega e exportação

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Fornecemos amostras grátis para verificação de qualidade, permitindo que você faça pedidos em grandes quantidades somente após aprovação. Garantimos consistência desde a amostra até a produção em massa por meio de medição dimensional precisa e fabricação transparente.

Perguntas frequentes

P: Quais são as principais vantagens do Stellite 4?

 

P: Qual tratamento térmico é necessário para o Stellite 4?

 

P: Qual é a temperatura máxima de serviço?

 

P: Qual é a diferença entre o Stellite 4 e o Stellite 6?

 

 

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