Στελλίτης

Ο στελλίτης είναι τύπος κράματος, ο οποίος ανήκει σε μια σειρά κραμάτων του κοβαλτίου και του χρωμίου που έχουν σχεδιαστεί για υψηλή αντοχή στη φθορά. Ο αγγλικός όρος Stellite αποτελεί νομικά κατοχυρωμένο εμπορικό σήμα της εταιρείας Kennametal Inc. και χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με κράματα κοβαλτίου–χρωμίου.
mini|120px|δεξιά|thumb|Ο Έλγουντ Χέινς
 Ιστορική αναδρομή 
Ο στελλίτης εφευρέθηκε από τον Αμερικανό ευρεσιτέχνη και μεταλλουργό Έλγουντ Χέινς. Στις αρχές του 20ού αιώνα λοιπόν, αναπτύχθηκε αρχικά ως νέο υλικό και πρώτη ύλη για την κατασκευή μαχαιροπίρουνων που δεν θα λέρωναν και δεν θα απαιτούσαν συνεχή καθαρισμό.

Το 1907 ο Χέινς έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για δύο συγκεκριμένα κράματα και το 1912 για δύο ακόμη συγγενή· με αυτά τα τέσσερα διπλώματα ευρεσιτεχνίας ξεκίνησε την επιχειρηματική δραστηριότητα του για την παραγωγή των συναφών μεταλλικών κραμάτων. Στις αρχές της δεκαετίας του 1920, μετά την αξιοσημείωτη επιτυχία που σημείωσαν κατά τον Α΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, τα κοπτικά εργαλεία και τα εργαλεία κατεργασίας υψηλής ταχύτητας από στελλίτες, η εταιρεία του Χέινς εξαγοράστηκε από την κολοσσό τότε εταιρεία, Union Carbide και συνέχισε να αναπτύσσει και άλλα κράματα. Η εταιρεία πουλήθηκε εκ νέου το 1970 στην Cabot Corporation, και το 1985 η Cabot διέθεσε προς πώληση το τμήμα του Στελλίτη της επιχείρησης. Το εμπορικό σήμα Stellite αποκτήθηκε από την βιομηχανία Kennametal το 2012.

 Χημική σύσταση 
Τα κράματα του στελλίτη περιλαμβάνουν μια σειρά κραμάτων με βάση το κοβάλτιο, τα οποία περιέχουν σημαντικές ποσότητες χρωμίου (έως και 33%) και βολφραμίου (έως και 18%). Ορισμένα από τα κράματα περιλαμβάνουν επίσης νικέλιο ή μολυβδαίνιο. Τα περισσότερα παρουσιάζουν σχετικά υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα σε σύγκριση με τους ανθρακούχους χάλυβες.

 Ιδιότητες 
Τα κράματα στελλίτη αποτελούν μία οικογένεια εντελώς μη μαγνητικών και ανθεκτικών στη διάβρωση κραμάτων κοβαλτίου, με διάφορες συνθέσεις που έχουν βελτιστοποιηθεί για διαφορετικές εφαρμογές. Τα κράματα αυτά είναι κατάλληλα για κοπτικά εργαλεία, με χαρακτηριστικό παράδειγμα το Stellite 100, καθώς το συγκεκριμένο κράμα παρουσιάζει υψηλή σκληρότητα, διατηρεί καλή κοπτική ακμή σε υψηλές θερμοκρασίες και αντιστέκεται τόσο στη σκλήρυνση όσο και στην ανόπτηση. Άλλα κράματα στελλίτη έχουν σχεδιαστεί έτσι ώστε να μεγιστοποιούν συγκεκριμένους συνδυασμούς ιδιοτήτων, όπως αντοχή στη φθορά, αντοχή στη διάβρωση ή ικανότητα αντοχής σε ακραίες θερμοκρασίες.

Τα κράματα στελλίτη παρουσιάζουν εξαιρετική σκληρότητα και αντοχή, ενώ συνήθως εμφανίζουν και υψηλή αντοχή στη διάβρωση. Τυπικά, ένα εξάρτημα που παράγεται από κράμα Stellite χυτεύεται με μεγάλη ακρίβεια, ώστε να απαιτείται ελάχιστη κατεργασία. Λόγω της πολύ υψηλής σκληρότητας, πολλά κράματα Stellite κατεργάζονται κυρίως με λειαντικές διεργασίες, καθώς οι κατεργασίες κοπής σε ορισμένα από αυτά προκαλούν σημαντική φθορά των εργαλείων, ακόμη και όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία με καρβιδικές απολήξεις. Τα κράματα Stellite χαρακτηρίζονται επίσης από πολύ υψηλά σημεία τήξεως, λόγω της περιεκτικότητάς τους σε κοβάλτιο και χρώμιο.

 Εφαρμογές 
Τυπικές εφαρμογές των κραμάτων στελλίτη περιλαμβάνουν οδόντωση σε πριονολάμες, επιφανειακή σκλήρυνση (hardfacing) και κατασκευή εξαρτημάτων μηχανών ανθεκτικών σε οξέα. Τα κράματα αυτά αποτέλεσαν σημαντική βελτίωση στην παραγωγή βαλβίδων τύπου poppet και εδρών βαλβίδων, ιδίως των βαλβίδων εξαγωγής κινητήρων εσωτερικής καύσης. Με τον περιορισμό της διάβρωσης από τα θερμά αέρια, το διάστημα μεταξύ των εργασιών συντήρησης και της επανακατεργασίας των εδρών τους αυξήθηκε σημαντικά.

Τα κράματα Stellite έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί σε ορισμένους κινητήρες για εκκεντροφόρα, ειδικότερα από την εταιρεία Norton Motorcycle Company.

Το πρώτο τρίτο της κάννης των πολυβόλων M2HB και M60 είναι επενδεδυμένο με κράμα στελλίτη. Τα ωτία κλειδώματος και οι έδρες τυφεκιών Voere Titan II περιλαμβάνουν επίσης κράμα στελλίτη . Στις αρχές της δεκαετίας του 1980 πραγματοποιήθηκαν στο Ηνωμένο Βασίλειο πειράματα για την κατασκευή τεχνητών ισχίων και άλλων οστικών εμφυτευμάτων από κράματα στελλίτη. Τα κράματα αυτά χρησιμοποιούνται επίσης για την κατασκευή χυτών σκελετικών δομών σε οδοντικές προσθετικές εργασίες.

Τα κράματα Stellite έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή κοπτικών εργαλείων τόρνου. Με την εμφάνιση και τη βελτίωση των εργαλείων με ένθετες ακμές, η χρήση τους έχει περιοριστεί, ωστόσο διαπιστώθηκε ότι εμφάνιζαν ανώτερες κοπτικές ιδιότητες σε σύγκριση με τα πρώιμα εργαλεία από ανθρακούχο χάλυβα και ακόμη και με ορισμένα εργαλεία από ταχυχάλυβα, ιδίως κατά την κατεργασία δυσκολοκατέργαστων υλικών όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας. Απαιτούνταν ιδιαίτερη προσοχή κατά τη λείανση των ημιέτοιμων εργαλείων, τα οποία φέρουν σήμανση στο ένα άκρο ώστε να υποδεικνύεται ο σωστός προσανατολισμός· σε αντίθετη περίπτωση, η κοπτική ακμή μπορεί να υποστεί πρόωρη αποσάθρωση.

Η χρήση κραμάτων κοβαλτίου -τις τελευταίες δεκαετίες- έχει μειωθεί σε πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Σε τμήματα σωληνώσεων που επικοινωνούν με τον αντιδραστήρα, μικρές ποσότητες κοβαλτίου ενδέχεται να απελευθερωθούν στο ρευστό διεργασίας και τελικά να εισέλθουν στον αντιδραστήρα. Εκεί, το κοβάλτιο μπορεί να ενεργοποιηθεί από τη ροή νετρονίων και να μετατραπεί σε κοβάλτιο-60, ένα ραδιοϊσότοπο με χρόνο ημιζωής πέντε ετών, το οποίο εκπέμπει ιδιαίτερα ενεργές ακτίνες γ.

Τα κράματα στελλίτη έχουν χρησιμοποιηθεί επίσης ως υλικό του πλαισίου για την πρώτη εμπορικά διαθέσιμη τεχνητή βαλβίδα καρδιάς, την Starr-Edwards, η οποία εμφυτεύτηκε για πρώτη φορά το 1960.

Στελλίτης χρησιμοποιείται και σε αντλίες για εξαρτήματα όπως έλικες, δακτύλιοι φθοράς και άξονες. Επιπλέον, λόγω της διατήρησης της αντοχής του σε υψηλές θερμοκρασίες, εφαρμόζεται σε τομείς, όπως η μηχανική κατεργασία και επεξεργασία ξύλων, η παραγωγή ενέργειας, η χημική βιομηχανία και η βιομηχανία τροφίμων και φαρμάκων.

 Παρεμφερείς τύποι 
 Ο ταλονίτης που είναι ένα κράμα παρόμοιο με τα κράματα στελλίτη, το οποίο ωστόσο έχει επιφανεικά περιτυλιχθεί με σίδηρο και σκληρύνεται με συγκεκριμένο τρόπο, ώστε να παρέχει συνδυασμό σκληρότητας, αντοχής στη φθορά και ευκολίας μηχανικής κατεργασίας. Δεν ανταποκρίνονται όλα τα κράματα στελλίτη σε αυτή τη διαδικασία επιφανειακής περιτύλιξης.
 Το βιτάλλιο, που είναι ένα άλλο κράμα ιδιαίτερα δύστηκτο και αποτελείται από κοβάλτιο (60-65%), χρώμιο (20%), μολυβδαίνιο (5%) κ.α., και το οποίο χρησιμοποιείται στην οδοντιατρική και την ιατρική εμφύτευση.

 Παραπομπές 

Κατηγορία:Κράματα
Κατηγορία:Κράματα χρωμίου
Κατηγορία:Κράματα κοβαλτίου