ما الذي يجعل سبائك Inconel مميزة جدًا؟

تعتبر سبائك Nconel واحدة من أكثر المعادن تنوعًا حولها. تشمل تطبيقاتها مجموعة واسعة من الصناعات بفضل أدائها العالي وخصائصها الفائقة.

إنها خيار طبيعي في صناعات السيارات ، والفضاء ، والبحرية ، والنفط والغاز لأنها مصممة خصيصًا لتحمل بعض ظروف التصنيع الأكثر تطلبًا.

ما الذي يجعل سبائك Inconel® خاصة جدًا؟ إليك كل ما تحتاج لمعرفته عنهم.

كيف تصنع سبائك Inconel

في حين أن سبائك Inconel تختلف اختلافًا كبيرًا في تكوينها ، إلا أنها كلها مصنوعة من النيكل والكروم كعناصرها الأساسية. يجب عدم الخلط بين هذه المعادن الخاصة والفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين أو الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي أو أي نوع آخر من سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ. فيما يلي نظرة عامة مختصرة على الأنواع المختلفة لسبائك Inconel والتركيبات الخاصة بها.

INCONEL 600

سبائك النيكل والكروم هذه شديدة المقاومة لمجموعة واسعة من العناصر المسببة للتآكل. لا تخضع للأكسدة العامة أو تكسير الإجهاد الناتج عن أيونات الكلوريد ، حتى في ظروف درجات الحرارة القصوى.

إنكونيل 601

يحتوي Inconel 601 على النيكل والكروم والألمنيوم. تمنحه إضافة الألمنيوم خصائص ميكانيكية استثنائية حتى في بيئات درجات الحرارة المرتفعة.

إنكونيل 625

يحتوي Inconel 625 على النيكل والكروم والموليبدينوم والنيوبيوم. يؤدي التفاعل بين الموليبدينوم والنيوبيوم إلى تصلب البنية المجهرية لمصفوفة السبيكة ، مما يزيد من قوة شدها الإجمالية. وهو ما يجعل هذه السبيكة المصنوعة من النيكل شديدة المقاومة للعناصر المسببة للتآكل الشائعة في الظروف القاسية.

إنكونيل 690

على عكس السبائك المعدنية الأخرى في العائلة ، فإن Inconel 690 مصنوع من الكروم العالي والنيكل. إن استخدام الكروم العالي يجعل هذا البديل الخاص من السبائك المعدنية شديد المقاومة للظروف المسببة للتآكل مرادف للبيئات المائية. تسمح مقاومته العالية للتآكل أيضًا بمقاومة الكبريتيد الذي يحدث في بيئات درجات الحرارة المرتفعة.

إنكونيل 718

يختلف هيكل واستجابة Inconel 718 تمامًا عن المعادن الأخرى في العائلة. هذه السبائك الفائقة القائمة على النيكل مصنوعة من النيكل والكروم ، جنبًا إلى جنب مع كميات كبيرة من الموليبدينوم والنيوبيوم والحديد. كما أنه يحتوي على كميات ضئيلة من الألومنيوم والتيتانيوم. عناصر السبائك مجتمعة تجعل Inconel 718 قوية جدًا ومرنة ومقاومة لتكسير ما بعد اللحام.

طلبات الحصول على سبائك Inconel

يستخدم المصنعون ومهندسو التصميم سبائك Inconel® في العديد من التطبيقات الصناعية التي تتطلب مواد موثوقة ومتفوقة تقنيًا. حقيقة أنها توفر مقاومة استثنائية للتآكل ومقاومة درجات الحرارة العالية يجعلها جذابة للغاية.

من الأفضل حجز هذه السبائك للاستخدام في البيئات التي لا تصمد فيها المواد الأخرى أيضًا. فيما يلي نظرة عامة على بعض التطبيقات الصناعية الرائدة التي تعتمد على سبائك Inconel.

صناعة الطيران

تتعرض مكونات المحرك النفاث باستمرار لضغط مرتفع ودرجات حرارة مرتفعة. وبالتالي ، فإن المواد المستخدمة في بنائها تحتاج إلى تحمل هذه الظروف مع الحفاظ على قوتها وسلامتها.

تعتبر السبائك الفائقة المصنوعة من النيكل خيارًا طبيعيًا لأي تطبيق في درجات الحرارة المرتفعة. إنه يوفر مقاومة للتآكل ، ومقاومة زحف وتشوه في البيئات عالية الضغط ، ومعدلات تمدد منخفضة حتى في ظروف درجات الحرارة المرتفعة. يتم استخدام Inconel® 718 و 750 على سبيل المثال في تصنيع أختام التوربينات والمثبتات وبطانات العادم.

صناعة السيارات

محرك السيارة هو قطعة حساسة من الآلات. إنها تولد كمية كبيرة من الحرارة ولكنها لا تزال بحاجة إلى أن تكون فعالة وخفيفة الوزن وموثوقة. تمتلك Inconel 600 و 601 و 625 مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك بناء المكونات الهامة في المركبات عالية الأداء. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يتم استخدامه في أجهزة السلامة السلبية مثل الوسائد الهوائية ، والمفاتيح الكهربائية ، ومضخات الوقود ، وأجهزة الاستشعار ، وأنظمة الإشعال ، ووصلات العادم.

الصناعة البحرية

تم تصميم سبائك Inconel لتحقيق أداء عالٍ حتى في أكثر الظروف قسوة ، مثل تلك الموجودة في الصناعة البحرية. يتم تصنيع سبائك النيكل لتحمل الظروف شديدة التآكل الموجودة في مصانع المعالجة البحرية التي تعتمد على مياه البحر كمبرد.

يتم استخدام Inconel 625 بشكل شائع في تغليف كبلات الاتصالات تحت سطح البحر ، ومحركات الدفع ، وشفرات المروحة ، والحبال السلكية ، وحتى معدات الحفر السفلية.

خصائص سبائك Inconel

واحدة من أبرز خصائص سبائك Inconel هي مقاومتها للتآكل. كما أنها تتميز بمقاومة أكسدة ملحوظة ويمكنها تحمل درجات الحرارة المرتفعة ، حتى عند مقارنتها بالفولاذ المقاوم للصدأ.

عند تعرضه للحرارة العالية ، يشكل Inconel طبقة أكسيد خاملة واقية على سطحه لحمايته من المزيد من الضرر. فهي ليست مقاومة للحرارة فحسب ، بل إنها تحتفظ أيضًا بقوتها في ظل هذه الظروف. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر Inconel مقاومة للضغط ، مما يجعلها الخيار المثالي للتطبيقات القاسية في مختلف المجالات.

قوة درجات الحرارة العالية لسبائك Inconel

يتم تطوير قوة السبائك ذات درجة الحرارة العالية من خلال تقوية المحلول الصلب وتقوية الترسيب ، أو التصلب مع تقدم العمر. تعتمد المعالجة الحرارية المستخدمة على السبائك الفائقة المحددة.

تجمع هذه التقنيات بين النيكل وكميات متفاوتة من النيوبيوم لتكوين غاما مزدوج أولي (γ ″). يخلق هذا المركب المعدني بلورات مكعبة صغيرة تمنع تشوه الزحف والانزلاق في درجات حرارة عالية.

يستمر تكوين هذه البلورات في الزيادة بمرور الوقت ، خاصة بعد 3-72 ساعة من تعريض السبيكة لدرجات حرارة 1560 درجة فهرنهايت (850 درجة مئوية) وما فوق. تسمح طبقة الأكسيد السميكة هذه للمعدن بالبقاء قويًا بشكل استثنائي على نطاق واسع من درجات الحرارة.

فيما يلي نظرة عامة على الخصائص الميكانيكية لورقة Inconel 718 بعد خضوعها للمعالجة الحرارية للترسيب.

قوة الغلة في حالتها الملدنة (الحد الأدنى مع إزاحة 0.2٪): 80،000 رطل لكل بوصة مربعة (550 ميجا باسكال)

قوة الشد القصوى (دقيقة): 140.000 رطل لكل بوصة مربعة (965 ميجا باسكال)

استطالة (دقيقة): 30 (النسبة المئوية في 2 بوصة)

معامل التمدد الحراري عند 77 درجة فهرنهايت إلى 1400 درجة فهرنهايت: 8.9

نظرًا للقوة العالية للسبائك الفائقة ، عليك التفكير في بعض الاعتبارات الحاسمة للماكينة عند قصها. عادةً ما تضيف مقاومتها لدرجات الحرارة المرتفعة حرارة إضافية إلى أداة القطع ، وبالتالي تقلل من أدائها. يساعد تضمين ملحق أو طلاء خاص مقاوم للحرارة أثناء المعالجة الآلية على تحمل الماكينة بشكل أفضل أثناء عملية القطع.