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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]

Indice

StoriaModifica

 
Elwood Haynes

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 tipologieModifica

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

ProprietàModifica

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.

ProduzioneModifica

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.

ApplicazioniModifica

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;
  • erosion shields 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.

NoteModifica

  1. ^ Copia archiviata, su kennametal.com. URL consultato il 25 ottobre 2016 (archiviato dall'url originale il 25 ottobre 2016).
  2. ^ Haynes ha inventato tra l'altro l'acciaio inossidabile martensitico e ha progettato una delle prime automobile realizzate degli Stati Uniti.
  3. ^ Fonte: Soc. SORIN

Collegamenti esterniModifica