Stellite

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Stellite è il nome commerciale di una lega cobalto-cromo, brevettata dalla Deloro Stellite Company.

Con il termine stellite sono denominate specificatamente le leghe di cobalto resistenti all'usura.

Storia[modifica | modifica wikitesto]

Elwood Haynes

La stellite fu inventata da Elwood Haynes, un inventore americano nonché esperto di metallurgia, nel 1906.[1]
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 ed 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) fy (MPa) ft (MPA) A% Δl (μm/m)
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:

  • fy è la resistenza a snervamento;
  • ft è la resistenza a rottura;
  • A % è l'allungamento a rottura;
  • Δl 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 scoppio, 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.[2]

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]

  1. ^ Haynes ha inventato tra l'altro l'acciaio inossidabile martensitico e ha progettato una delle prime automobile realizzate degli Stati Uniti.
  2. ^ Fonte: Soc. SORIN