آلیاژ نیمونیک 75

nimonic alloy 75

 

آلیاژهای نیمونیک، یک نوع آلیاژ فلزی هستند که از مخلوطی از نیکل (Ni)، مولیبدن (Mo)، کروم (Cr)، و دیگر عناصر اصلی تشکیل شده‌اند. این آلیاژها معمولاً دارای خواص مکانیکی بالا، مقاومت در برابر خوردگی، پایداری حرارتی مناسب و مقاومت در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا هستند. آلیاژهای نیمونیک به طور گسترده در صنایع هوافضا، انرژی، پالایشگاهی، خودروسازی، و صنایع حرارتی استفاده می‌شوند.

 

یکی از معروفترین آلیاژهای نیمونیک، آلیاژ نیمونیک 75 است. اما آلیاژهای نیمونیک دیگری نیز وجود دارند که برای کاربردهای خاصی مناسب هستند، از جمله نیمونیک 80A، نیمونیک 90، نیمونیک 263، و نیمونیک 718 . هر یک از این آلیاژها دارای خواص و کاربردهای منحصر به فردی هستند که بسته به نیازهای مختلف صنایع، انتخاب می‌شوند.

آلیاژ نیمونیک 75 در انواع میلگرد، لوله و ورق تولید می‌شود که در برابر اکسیداسیون مقاوم هستند و نرخ خزش آنها بسیار کم است. همچنین، این آلیاژ در دماهای بالا نیز مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون دارد و می‌تواند عملکرد مطلوبی را در اختیار شما قرار دهد.

 

معرفی آلیاژ نیمونیک 75 :

 

آلیاژ نیمونیک 75 از نیکل، کروم، و تیتانیوم تشکیل شده است و خواص مکانیکی آن بسیار مطلوب و منحصربفرد است. وجود تیتانیوم در ساختار این آلیاژ باعث می‌شود تا استحکام کلی آلیاژ افزایش یابد.

 

آلیاژ نیمونیک 75، یک آلیاژ نیکل-کروم-تیتانیوم است که در دهه ۱۹۴۰ توسط شرکت Wright Aeronautical Corporation توسعه یافت. این آلیاژ ابتدا برای استفاده در قطعات موتورهای هواپیما طراحی شده بود، به خصوص برای موتورهایی که در شرایط دما و فشار بالا عمل می‌کنند. آلیاژ نیمونیک 75 به دلیل مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون و خواص مکانیکی مطلوب، به طور گسترده در صنایع هوافضا، صنایع حرارتی و صنایع فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

فرایند تولید آلیاژ نایمونیک 75 شامل مراحل زیر است:

 

۱. آماده‌سازی مواد اولیه:

مواد اولیه شامل نیکل، کروم، تیتانیوم و سایر عناصر مورد نیاز برای تولید آلیاژ نایمونیک 75، جمع آوری و آماده‌سازی می‌شوند. این مواد باید در کیفیت و خلوص مناسب به منظور تولید آلیاژ استفاده شوند.

 

۲. آلیاژ‌سازی:

مواد اولیه به دقت اندازه‌گیری شده و سپس در کوره‌های تعیین شده با دمای و فشار مناسب ذوب می‌شوند. در این مرحله، دما و زمان ذوب کنترل شده و مواد به طور یکنواخت مخلوط می‌شوند تا آلیاژ همگن و یکنواختی به دست آید.

 

۳. ریخته‌گری:

آلیاژ ذوب شده به سرعت به قالب‌های مختلف ریخته می‌شود تا قطعات مورد نیاز تولید شود. در این مرحله، دقت در ریخته‌گری و کنترل دمای قالب و آلیاژ بسیار مهم است.

 

۴. فرایندهای حرارتی:

پس از ریخته‌گری، قطعات تولید شده ممکن است نیاز به فرایندهای حرارتی مختلفی داشته باشند، از جمله تابکاری (آنیل)، گرم کاری و سردکاری، برای بهبود خواص مکانیکی و استحکام قطعات.

 

۵. پس‌کاری و آزمون:

قطعات تولید شده ممکن است نیاز به پس‌کاری داشته باشند، از جمله تراشکاری، سنگ‌زنی و پولیش. سپس، قطعات باید آزمایش‌های مختلفی را برای بررسی خواص مکانیکی و فیزیکی آنها تحت‌کرده و تست شوند تا اطمینان حاصل شود که استانداردهای مورد نیاز را برآورده کرده‌اند.

 

این فرایندها به طور کلی مراحل تولید آلیاژ نایمونیک 75 را شامل می‌شوند، اما باید توجه داشت که هر فرآیندی ممکن است به وابستگی به نوع و استفاده قطعات، فرایندهای مختلفی را در بر بگیرد و تغییراتی در آنها ایجاد شود.

ترکیبات شیمیایی آلیاژ مورد نظر به شرح زیر است :

 

کربن: 0.080% تا 0.150%

کروم: 18.0% تا 21.0%

سیلیسیم: کمترین حالت: 0%، بیشترین حالت: 1.0%

مس: 0% تا 0.50%

آهن: 0% تا 5.0%

منگنز: 0% تا 1.0%

تیتانیوم: کمترین حالت: 0.20%، بیشترین حالت: 0.60%

نیکل: (مقادیر بالا جمع شده)، سپس از مجموع مقادیر ترکیبات آلیاژ (100%) کم شود تا میزان باقیمانده به دست آید.

 

 

خواص مکانیکی و فیزیکی آلیاژ نیمونیک 75 به شرح زیر است:

 

خواص مکانیکی:

 

استحکام تسلیم (با 2 درصد آفست): حداقل 275 مگاپاسکال

استحکام کششی: حداقل 750 مگاپاسکال

افزایش طول نسبی (در هر 50 میلیمتر): 42 درصد

خواص فیزیکی:

 

چگالی: 8.37 گرم بر سانتیمتر مکعب

محدوده دمایی ذوب: از 1340 تا 1380 درجه سلسیوس

گرمای ویژه (در دمای 20 درجه سلسیوس): 461 ژول بر کیلوگرم در درجه سلسیوس

 

 

ویژگی‌های آلیاژ نیمونیک 75 عبارتند از:

 

مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون: این آلیاژ در مقابل اکسیداسیون مقاومت بسیار خوبی دارد، که اجازه می‌دهد در شرایط با دما و فشار بالا عملکرد مناسبی داشته باشد.

 

مقاومت مکانیکی بالا: با استحکام تسلیمی حداقل 275 مگاپاسکال و استحکام کششی حداقل 750 مگاپاسکال، این آلیاژ دارای مقاومت مکانیکی بالایی است که برای کاربردهایی که نیاز به استحکام بالا دارند، مناسب است.

 

افزایش طول نسبی بالا: با افزایش طول نسبی 42 درصد در هر 50 میلیمتر، این آلیاژ دارای انعطاف پذیری مناسبی است که در مواجهه با فشارهای متغیر و تغییرات دما می‌تواند به طور موثری عمل کند.

 

خواص فیزیکی مطلوب: با چگالی 8.37 گرم بر سانتیمتر مکعب و گرمای ویژه 461 ژول بر کیلوگرم در درجه سلسیوس، این آلیاژ دارای خواص فیزیکی مطلوبی است که در محیط‌های مختلف قابل استفاده است.

 

محدوده دمایی ذوب مناسب: با محدوده دمایی ذوب از 1340 تا 1380 درجه سلسیوس، این آلیاژ دارای قابلیت ساختاردهی و فرآیندگری مطلوبی است که در فرآیندهای صنعتی مختلف قابل استفاده است.

 

 

عملیات حرارتی برای آلیاژ نایمونیک 75 به شرح زیر است:

 

تابکاری کاری (آنیل):

 

دمای تابکاری: 1050 درجه سلسیوس.

کاری انجام می‌شود تا آلیاژ به دمای مشخص رسیده و سپس با استفاده از هوا خنک می‌شود.

گرم کاری (کار گرم):

 

دمای گرم کاری: از 950 تا 1220 درجه سلسیوس.

پتک کاری (آهنگری):

 

آلیاژ نایمونیک 75 را می‌توان در دماهای مختلف و تحت عملیات حرارتی پتک کاری کرد تا اشکال مختلفی مانند حلقه، دیسک، فلنج و غیره به خود بگیرد.

کار سرد:

 

آلیاژ نایمونیک 75 باید پس از آنیل شدن، تحت عملیات سردکاری قرار گیرد.

جوشکاری:

 

می‌توان از روش‌های مختلفی برای جوشکاری آلیاژ نایمونیک 75 استفاده کرد از جمله TIG، MMA و MIG.

قبل از اعمال فرایند جوشکاری، لازم است از آنیل بودن آلیاژ اطمینان حاصل شود.

 

 

 

آلیاژ نایمونیک 75 به دلیل خواص مکانیکی بالا و مقاومت در برابر دما و اکسیداسیون، در بسیاری از صنایع و کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از کاربردهای این آلیاژ عبارتند از:

 

صنایع هوافضا و هواپیما سازی:

آلیاژ نایمونیک 75 در قطعات موتورهای هواپیما، توربین‌های هواپیما، قطعات پره‌های توربین، سیستم‌های دیگر انتقال قدرت، و قطعات سازه‌ای هواپیما که با شرایط دما و فشار بالا و اکسیداسیون مواجه هستند، استفاده می‌شود.

 

صنایع حرارتی و پردازشگرهای حرارتی:

این آلیاژ در تجهیزات پردازشگرهای حرارتی مانند کوره‌های صنعتی، کوره‌های ذوب فلزات، تجهیزات پخت و پز صنعتی، و سیستم‌های انتقال حرارت استفاده می‌شود.

 

تولید قطعات صنعتی مقاوم در برابر دما:

آلیاژ نایمونیک 75 در تولید قطعات مقاوم در برابر دما مورد استفاده قرار می‌گیرد، از جمله قطعاتی که در کوره‌های صنعتی، تجهیزات پالایشگاهی، و دیگر صنایع با شرایط دمایی بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

صنایع نیروگاهی:

این آلیاژ در قطعات موتورها و سیستم‌های گرمایش و سرمایش نیروگاه‌ها به دلیل مقاومت در برابر دما و اکسیداسیون استفاده می‌شود.

 

صنایع نفت و گاز:

در تولید و نگهداری تجهیزات نفت و گاز، از جمله لوله‌ها، شیرآلات، و تجهیزات حفاری که با شرایط دما و فشار بالا مواجه هستند، از آلیاژ نایمونیک 75 استفاده می‌شود.

 

صنایع خودروسازی:

در برخی از قطعات خودروها که نیاز به مقاومت در برابر دما و فشار دارند، ممکن است از این آلیاژ استفاده شود.

 

به طور کلی، آلیاژ نایمونیک 75 در هر کاربردی که نیاز به مقاومت در برابر دما، فشار و اکسیداسیون داشته باشد، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

علاوه بر آلیاژ نیمونیک 75، سری‌های دیگری از آلیاژهای نیمونیک وجود دارند که هر کدام دارای خواص و کاربردهای خاص خود هستند. برخی از این آلیاژهای نیمونیک عبارتند از:

 

آلیاژ نیمونیک 80A:

این آلیاژ دارای مقاومت در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا، خواص مکانیکی بالا و پایداری حرارتی عالی است. بنابراین، در صنایع هوافضا، صنایع حرارتی و پردازشگرهای حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

آلیاژ نیمونیک 90:

این آلیاژ دارای مقاومت در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا و مقاومت مکانیکی بالا است. بنابراین، در قطعات موتورها، توربین‌های هواپیما و سیستم‌های انتقال قدرت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

آلیاژ نیمونیک 263:

این آلیاژ دارای مقاومت خوب در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا، مقاومت مکانیکی بالا و پایداری حرارتی مناسبی است. بنابراین، در قطعات موتورها، توربین‌های هواپیما و سیستم‌های انتقال حرارت استفاده می‌شود.

 

آلیاژ نیمونیک 718:

این آلیاژ دارای مقاومت خوب در برابر اکسیداسیون، خواص مکانیکی بالا و پایداری حرارتی مناسب است. بنابراین، در قطعات موتورها، توربین‌های هواپیما، صنایع نیروگاهی و خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

این فهرست فقط چند نمونه از آلیاژهای نیمونیک است و هنوز سری‌های دیگری از این آلیاژها وجود دارند که هرکدام از آنها دارای خواص و کاربردهای منحصر به فردی هستند.

 

 

مقایسه آلیاژ نیمونیک 75 با برخی از گریدهای دیگر آلیاژهای نیمونیک به شرح زیر است:

 

۱. آلیاژ نیمونیک 75 vs. آلیاژ نیمونیک 80A:

 

نقطه قوت آلیاژ نیمونیک 80A از لحاظ مقاومت در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا بیشتر است.

در حالی که آلیاژ نیمونیک 75 معمولاً برای دماهای متوسط ​​تا بالا استفاده می‌شود، آلیاژ نیمونیک 80A بیشتر برای دماهای بالا و بیشترین مقاومت در برابر اکسیداسیون مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۲. آلیاژ نیمونیک 75 vs. آلیاژ نیمونیک 90:

 

آلیاژ نیمونیک 90 دارای مقاومت مکانیکی بالاتری نسبت به آلیاژ نیمونیک 75 است، به خصوص در دماهای بالا.

از نظر مقاومت در برابر اکسیداسیون و استحکام حرارتی، هر دو آلیاژ مشابه هستند.

۳. آلیاژ نیمونیک 75 vs. آلیاژ نیمونیک 263:

 

آلیاژ نیمونیک 263 دارای مقاومت در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا بیشتری نسبت به آلیاژ نیمونیک 75 است.

در حالی که آلیاژ نیمونیک 75 به طور عمده برای دماهای متوسط ​​استفاده می‌شود، آلیاژ نیمونیک 263 بیشتر برای دماهای بالا و برنامه‌هایی که نیاز به مقاومت در برابر اکسیداسیون دارند، استفاده می‌شود.

۴. آلیاژ نیمونیک 75 vs. آلیاژ نیمونیک 718:

 

آلیاژ نیمونیک 718 دارای مقاومت در برابر اکسیداسیون و مقاومت مکانیکی بالاتری است، به خصوص در دماهای بالا.

آلیاژ نیمونیک 718 به طور گسترده‌تر در صنایع خودروسازی، صنایع نیروگاهی و صنایع پردازشگرهای حرارتی استفاده می‌شود.

به طور کلی، هر یک از این آلیاژهای نیمونیک دارای خصوصیات و کاربردهای منحصر به فردی هستند که بسته به نیازهای مختلف صنایع و برنامه‌های مختلف، انتخاب می‌شوند.