Stellite
Stellite è il nome commerciale di una lega cobalto-cromo, brevettata dalla Deloro Stellite Company, ora Kennametal Stellite[1].
Con il termine stellite sono denominate specificatamente le leghe di cobalto resistenti all'usura.[senza fonte]
Storia
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La stellite fu inventata da Elwood Haynes, un inventore americano nonché esperto di metallurgia, nel 1906.[2] Haynes scoprì l'elevata resistenza meccanica, alla corrosione e all'usura del sistema binario cobalto-cromo nonché l'effetto rinforzante apportato alla lega da elementi come il tungsteno e il molibdeno. Successivamente nel 1912 Haynes fondò a Kokomo la Haynes Stellite Company.
Composizione chimica e tipologie
[modifica | modifica wikitesto]Le leghe di cobalto e cromo vengono indurite essenzialmente per soluzione solida e per precipitazione e di conseguenza la loro composizione chimica prevede la presenza di altri elementi, oltre al cobalto e cromo, quali carbonio, ferro, nichel, silicio, manganese. Alla lega cobalto-cromo vengono aggiunte anche percentuali di molibdeno e tungsteno.
Gli elementi di lega conferiscono al cobalto le seguenti caratteristiche:
- cromo: conferisce la resistenza all'ossidazione e provvede all'indurimento per soluzione solida e per precipitazione di carburi;
- tungsteno: conferisce soprattutto indurimento per soluzione solida;
- molibdeno: conferisce l'indurimento per soluzione solida e riduce il consumo di cromo nei carburi con aumento delle proprietà di resistenza a corrosione (Stellite 21).
Ne esistono diverse versioni che si differenziano per la tipologia e la percentuale degli elementi di lega aggiunti al Co metallico di base. Le varianti più note sono Stellite grado 1, 6, 12 e 21 che presentano le seguenti percentuali medie di elementi principali di lega oltre al metallo base (Co):
| grado | Cr | W | C | Fe | Mo | Altro |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Stellite 1 | 31 | 12,5 | 2,4 | 3 | 1 | Ni,Si,Mn |
| Stellite 6 | 28 | 4,5 | 1,2 | 3 | 1 | Ni,Si,Mn |
| Stellite 12 | 30 | 8,3 | 1,4 | 3 | 1 | Ni,Si,Mn |
| Stellite 21 | 28 | - | 0,25 | 1 | 5,5 | Ni,Si,Mn |
Proprietà
[modifica | modifica wikitesto]La stellite presenta una durezza relativamente alta, (leghe resistenti ad usura), notevole tenacità e un'elevata resistenza alle alte temperature; inoltre è resistente alla corrosione e non ha proprietà magnetiche.
Le principali proprietà meccaniche della stellite sono:
| grado | durezza (HRC) | Sy(MPa) | SU(MPa) | εU(%) | εT(ppm) |
|---|---|---|---|---|---|
| Stellite 1 | 55 | - | 618 | <1 | 12,5 |
| Stellite 6 | 40 | 541 | 896 | 1 | 14,2 |
| Stellite 12 | 48 | 649 | 834 | <1 | 13,3 |
| Stellite 21 | 32 | 494 | 694 | 9 | 13 |
dove:
- Sy è la resistenza a snervamento;
- SU è la resistenza a rottura;
- εU è l'allungamento a rottura;
- εT è l'espansione termica da 20 a 500 °C.
Dalla tabella si evince che maggiore è il tenore di tungsteno, maggiore è la durezza della stellite.
Produzione
[modifica | modifica wikitesto]Il processo di fabbricazione è simile a quello dell'acciaio.
Si può ottenere sotto forma di barre o vergelle o di bacchette come riporto antiusura nei processi di saldatura. In saldatura si usa anche in polvere, sempre come riporto antiusura.
Applicazioni
[modifica | modifica wikitesto]Grazie alle sue proprietà la stellite viene usata quando le condizioni di utilizzo sono molto severe.
Le applicazioni principali di queste leghe sono:
- ricoprimenti saldati di sedi di valvole (motori a combustione interna alternativi, impianti di potenza, impianti chimici, valvole a farfalla a tenuta metallica, ecc.);
- ricoprimenti saldati per utensili;
- Inserti ad usura per matrici d'estrusione leghe non ferrose;
- protezioni anti-erosione per turbine a vapore;
- ricoprimenti di cuscinetti per timoni;
- in campo aeronautico per la realizzazione di palette per turbine e rotori;
- utensili per l'industria tessile;
- barre professionali per motoseghe;
- canne per mitragliatrici pesanti;
- realizzazione di "stent" per uso medicale, applicabile negli interventi di angioplastica coronarica, permettendo la realizzazione di "stent" più flessibili ed adattabili alle conformazioni delle coronarie tortuose.[3]
Si possono anche realizzare taglienti per utensili dalle proprietà intermedie tra gli acciai rapidi e i carburi cementati: più resistenti dei primi all'usura alle alte temperature, più tenaci dei secondi.
Note
[modifica | modifica wikitesto]- ^ Copia archiviata, su kennametal.com. URL consultato il 25 ottobre 2016 (archiviato dall'url originale il 25 ottobre 2016).
- ^ Haynes ha inventato tra l'altro l'acciaio inossidabile martensitico e ha progettato una delle prime automobile realizzate degli Stati Uniti.
- ^ Fonte: Soc. SORIN
