스텔라이트[stellite]
고온부식성 환경 속에서 내마모성이 우수한 코발트기합금의 총칭.
이 합금은 1910년에 미국에서 개발되고 부식환경 속에서도 '별과 같이 빛나는 것'을 잃지 않으므로 라틴어에서 이름을 따 명명되었으나, 그 우수한 특성 때문에 상품명의 틀을 넘어 널리 알려진 합금명의 하나이다.
코발트는 자성, 내식성, 내마모성, 내열성의 개선에 유용한 원소로 구조재료에 있어서 유용한 후자 세 개의 기능을 이용하여 고온의 부식성환경 속에서도 우수한 내마모성을 부여한 합금이 스텔라이트이다.
이 합금은 내식성과 내열성을 개선하기 위해 25~30%의 Cr을 첨가하고, 더욱이 내마모성을 향상시키기 위해 2.5%의 C와 5~15%의 W를 첨가한 Co-Cr-W계의 조성이다. 조직적으로는 비교적 부드러운 Co 1차고용체에 WC(탄화텅스텐) 등의 탄화물과 금속간화합물의 경질입자가 분산된 상태로서 이 조직이 내마모성의 발현에 효과적이다.
내마모성은 일반적으로 단단한 재료에서 우수하나 경도만으로는 일의적으로 정해지지 않는 곳에 그 어려움이 있다.
그 중에서 코발트기합금에는 다음 두가지의 우위성이 있다. 하나는 코발트는 다른 금속과 비교하여 낮은 마모계수를 나타내고 기질 자체의 내마모성이 우수하다는 점이다. 또 하나는 기질의 Co 1차고용체와 WC 등 경질입자와의 조합의 상성(相性)이 매우 좋다는 점이다.
이 상성을 재료학적으로 명확하게 평가할 수 있는 단계에는 도달하지 않으나, 기질이 경질입자에 대해 적당한 경도를 가지거나 양자 계면의 접합성이 우수한 점이 주요하다고 볼 수 있다.
스텔라이트는 C량과 W량을 변경한 수종의 합금군으로 구성되고, 주로 주조용합금과 성금용(盛金用)재료로서 각종 베어링 및 내연기관밸브의 피복재 등 저온에서 고온까지 넓은 온도범위의 부식성환경 하에서 마모가 일어나기 쉬운 부분에 쓰이고 있다. |
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