گروه آلیاژی اینکونل و اینکولوی

Inconel and Incoloy alloy group

سوپرآلیاژهای اینکونل و اینکولوی، به یک خانواده از آلیاژهای سوپرآلیاژ تعلق دارند که علاوه بر اشتراک ویژگی‌های مشترک، هرکدام دارای خصوصیات منحصر به فردی نیز هستند. به طور کلی، سوپرآلیاژها به آلیاژهایی اطلاق می‌شود که علاوه بر مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون، خواص مکانیکی خود را در دماهای بالا حفظ می‌کنند.

تفاوت اساسی بین دو گروه آلیاژ اینکونل و اینکولوی، در ترکیب شیمیایی آنها است که تأثیر زیادی بر کاربردهای آنها دارد. اینکونل به طور اصلی از آلیاژ نیکل-کروم تشکیل شده است که بیش از ۵۰٪ نیکل در ترکیب آن حضور دارد، در حالی که اینکولوی از آلیاژ نیکل-آهن-کروم تشکیل شده است و درصد نیکل در آن کمتر از ۵۰٪ است.

ویژگی‌های منحصر به فرد آلیاژهای اینکونل، که این گروه آلیاژ را به گزینه‌ای مناسب در کاربردهایی با حساسیت بالا تبدیل کرده‌اند، عبارتند از:

مقاومت خوردگی بالا :

مقاومت فوق العاده در برابر اسیدهای مختلف از جمله فسفریک اسید، سولفوریک اسید، نیتریک اسید و هیدروکلریک اسید.

مقاومت در برابر خوردگی تنشی که این آلیاژها را برای محیط‌هایی با شرایط حاوی تنش، گزینه‌ی مناسب می‌سازد.

خواص مکانیکی بالا :

خواص مکانیکی بسیار برجسته در دماهای بسیار پایین و بسیار بالا که نشان از استحکام و انعطاف پذیری در شرایط دمایی حاد دارند.

مقاومت بالا در برابر خوردگی حفره‌ای و شکافی :

مقاومت بی‌نظیر در برابر خوردگی حفره‌ای، خوردگی شکافی و خوردگی بین دانه‌ای که این آلیاژها را برای مواجهه با شرایط محیطی متنوع و پیچیده ترکیبی ایده‌آل می‌سازد.

مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا :

مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا که این آلیاژها را به گزینه‌ی مناسب برای کاربردهایی در شرایط دمایی بسیار بالا تبدیل کرده است.

آلیاژهای اینکونل به عنوان یک گروه متمایز از سوپرآلیاژها، در موارد زیر به عنوان مصالح اصلی مورد استفاده قرار می‌گیرند :

پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها :

به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی اسیدها و شرایط تنش مکانیکی، آلیاژهای اینکونل به عنوان مصالح اصلی در صنایع پالایشگاهی و پتروشیمی به کار می‌روند.

قطعات متحمل به تنش مکانیکی شدید و کاربردهای دریایی :

در ساخت قطعاتی که در معرض تنش‌های مکانیکی شدید قرار دارند و همچنین در قطعاتی که در محیط دریایی مورد استفاده قرار می‌گیرند، از آلیاژهای اینکونل استفاده می‌شود.

سکوهای نفتی :

به علت مقاومت بالا در برابر شرایط خوردگی حفره‌ای و مکانیکی، آلیاژهای اینکونل در ساخت و ساز سکوهای نفتی به کار می‌روند.

صنایع هوافضا، صنایع شیمیایی و نظامی :

با توجه به استحکام بالا و مقاومت در برابر شرایط دمایی و مکانیکی حاد، این آلیاژها در صنایع هوافضا، صنایع شیمیایی و نظامی به عنوان مواد ساختاری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تجهیزات و دستگاه‌های کنترل آلودگی :

در تولید تجهیزات و دستگاه‌های کنترل آلودگی، که نیازمند مقاومت در برابر شرایط خاص محیطی هستند، از آلیاژهای اینکونل استفاده می‌شود.

توربین‌های گازی :

در ساخت قطعات توربین‌های گازی که با شرایط دمایی بسیار بالا و تنش‌های مکانیکی مواجه هستند، از آلیاژهای اینکونل به عنوان مصالح کلیدی استفاده می‌شود.

زمانی که آلیاژهای اینکونل به عملیات حرارتی تحت پوشش قرار می‌گیرند، یک لایه اکسیدی نسبتاً ضخیم و پایدار بر روی سطح آلیاژ تشکیل می‌شود که از آن به عنوان یک حافظه محافظ در برابر خوردگی بهره می‌برد. این خصوصیت سبب شده تا آلیاژهای اینکونل به عنوان گزینه‌ای مناسب برای کار در دماهای بالا و تحت فشارهای نسبتاً زیاد، جایی که فولادها و آلیاژهای آلومینیوم به خزش می‌پیوندند، شناخته شوند. آلیاژ اینکونل در گریدهای متفاوتی تولید می‌شود، که تفاوت‌های آنها از جهت ترکیب شیمیایی بیان می‌شود. این تفاوت در ترکیب شیمیایی به تغییرات قابل توجهی در خواص آلیاژ منجر شده است.

نام تجاری “اینکونل” به آلیاژ آستنیتی نیکل-کروم اشاره دارد که برای عملکرد در شرایط بسیار سخت و بحرانی طراحی شده است و تحت نظر شرکت Special Metal قرار دارد.

گریدهای مختلف در گروه آلیاژ اینکونل عبارتند از :

Inconel 600 : استحکام بخشی شده با مکانیزم محلول جامد.

Inconel 601 : آلیاژ نیکل-کروم-آهن با مقاومت بسیار زیاد در برابر اکسیداسیون دما بالا و مقاومت خوب در محیط‌های آبی.

Inconel 625 : مقاومت در برابر محیط‌های اسیدی، قابلیت جوشکاری مناسب، مناسب برای هوافضا، صنایع شیمیایی.

Inconel 718 : استحکام بخشی شده با رسوبات ثانویه گاما پرایم، قابلیت جوشکاری مناسب، استفاده در مخازن ذخیره کریاژنیک، توربین‌های گازی.

Inconel X-750 : آلیاژ نیکل-کروم استحکام بخشی شده بدلیل تشکیل رسوبات در زمینه/ کاربرد بسیار در توربین‌های گازی، پره، آب بند و روتور.

Inconel 751 : افزایش مقدار آلومینیوم جهت بهبود استحکام گسیختگی در دمای 1600 F.

Inconel 792 : افزایش مقدار آلومینیوم برای مقاومت خوردگی بالاتر، به خصوص در توربین‌های گازی.

Inconel 939 : استحکام بخشی شده با فاز گاما پرایم جهت افزایش قابلیت جوشکاری.

Inconel 690 : حاوی مقدار کم کبالت برای کاربرد هسته‌ای.

Inconel C-713 : آلیاژ ریختگی پایه نیکل-کروم رسوب سخت شونده.

Inconel 230 : آلیاژ نیکل-کروم-تنگستن-مولیبدن استحکام بخشی شده با کاربید.

Inconel 706 : آلیاژ رسوب سخت شونده با استحکام بسیار بالا و قابلیت ماشینکاری مناسب.

Inconel 617 : آلیاژ نیکل-کروم-کبالت مولیبدن، استحکام بخشی شده با مکانیزم محلول جامد.

ویژگی‌های منحصر به فرد آلیاژهای اینکولوی، با توجه به ترکیب شیمیایی آنها و همچنین قیمت نسبتاً کمتر نسبت به آلیاژهای اینکونل، این آلیاژ را به یک گزینه مناسب برای کار در دماهای بالا با حساسیت کاری کمتر تبدیل کرده است. در واقع، در شرایط کاری بحرانی، استفاده از اینکولوی امکان‌پذیر نیست. یک ویژگی دیگر بارز اینکولوی، سهولت تولید آن است به طوری که ماشین‌آلات و تجهیزات مورد استفاده در تولید فولادها می‌توانند به راحتی برای تولید این آلیاژها نیز به کار روند.

اینکولوی در گریدهای متنوعی تولید می‌شود که همگی برخوردار از مقاومت خوردگی بالا به خصوص در محیط‌های آبی هستند. هرچند که اینکولوی به طور عمومی و گسترده در بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد، افزودن عناصر آلیاژی دیگر مقاومت این آلیاژ در برابر خوردگی، از جمله خوردگی حفره‌ای و ترک‌خوردن را افزایش می‌دهد.

مقاومت بسیار عالی در برابر آب دریا و محیط‌های حاوی کلرید زیاد، اینکولوی را به یک گزینه مناسب جهت استفاده در صنایع نفت و گاز تبدیل کرده است. آلیاژ اینکولوی به طور گسترده در محیط‌های شیمیایی بسیار خورنده و همچنین در اغلب محیط‌های اسیدی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آلیاژ اینکولوی به عنوان یک ماده متعدد الزا ترکیبی از نیکل، کروم، و آهن در محیط‌ها و شرایط مختلف، در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. این استفاده‌ها عبارتند از :

پایپینگ، مبدل‌های حرارتی، تجهیزات کربن دهی :

اینکولوی به علت مقاومت خود در برابر خوردگی و خصوصیات مکانیکی برجسته‌اش، در ساخت و ساز پایپینگ، مبدل‌های حرارتی، و تجهیزات کربن دهی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فرآیندهای شیمیایی و کاربردهای پتروشیمی :

در صنایع شیمیایی و کاربردهای پتروشیمی به دلیل مقاومت به تأثیرات شیمیایی و دما، آلیاژ اینکولوی برای انجام فرآیندهای شیمیایی و پتروشیمی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

نیروگاه‌های برق، کوره‌های صنعتی، تجهیزات عملیات حرارتی :

در نیروگاه‌های برق، کوره‌های صنعتی، و تجهیزات مرتبط با عملیات حرارتی، استفاده از آلیاژ اینکولوی به دلیل خواص مکانیکی و مقاومت حرارتی آن بسیار رایج است.

صنعت نفت و گاز :

در صنعت نفت و گاز، آلیاژ اینکولوی به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی در محیط‌های نفتی و گازی و همچنین مقاومت در برابر شرایط فشار و دمای بالا به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

گریدهای متنوع گروه آلیاژی اینکولوی به شرح زیر هستند :

Incoloy 020 : برخورداری از مقاومت به خوردگی بسیار بالا در محیط‌های شیمیایی که شامل سولفوریک اسید، فسفریک اسید، و یون کلرید می‌شوند.

Incoloy 330 : ایجاد مکانیزم استحکام بخشی تشکیل محلول جامد با داشتن استحکام بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون و کربوریزاسیون.

Incoloy 800, 800H, 800HT

Incoloy 825 : داشتن مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی.

Incoloy 925 : آلیاژ پیرسخت شونده با استحکام بالا.

Incoloy 945

Incoloy 909

Incoloy 907

آلیاژ اینکونل 718 چیست؟

 Inconel 718 alloy

اینکونل 718 یک آلیاژ پیر سختی از نیکل و کروم است که با عملیات حرارتی خواص خود را بهبود می‌بخشد. این آلیاژ حاوی عناصری مانند نیوبیوم، مولیبدن، تیتانیوم و آلومینیوم است که باعث افزایش مقاومت به خوردگی، مقاومت مکانیکی و خواص خزشی آن می‌شوند. این آلیاژ تا دمای 650∘C خواص مناسبی دارد.

آلیاژ اینکونل 718 یک فولاد ضد زنگ است که دارای مقاومت و استحکام بالایی در برابر نیروهای کششی و تا و ضربه است. این خاصیت حتی در شرایط دمایی سرد و گرم نیز حفظ می‌شود. برای افزایش استحکام این آلیاژ، از عملیات حرارتی رسوبی استفاده می‌شود که در آن آلیاژ را در دمای 1325∘F (718∘C) گرم می‌کنند و سپس آن را سریعاً خنک می‌کنند (کوئنچ). در مرحله بعد، آلیاژ را در دمای 1150∘F(621∘C) نگهداری می‌کنند تا رسوبات مورد نظر تشکیل شوند.

آلیاژ 718 یک نوع فولاد ضد زنگ است که دارای کاربردهای متنوعی است.

برخی از کاربردهای آن عبارتند از :

• توربینهای موتور هواپیما : این آلیاژ برای ساخت قطعات توربینی که در معرض دماهای بالا و فشارهای زیاد هستند، مناسب است.
• توربینهای گازی : این آلیاژ برای ساخت قطعات توربینی که در معرض دماهای بالا و گازهای خورنده هستند، مناسب است.
• بستها (اتصال دهنده ها) : این آلیاژ برای ساخت بستها و اتصال دهنده هایی که باید مقاومت بالایی در برابر کشش و ضربه داشته باشند، مناسب است.
• اسپیسرها یا فاصله دهنده ها : این آلیاژ برای ساخت اسپیسرها و فاصله دهنده هایی که باید مقاومت بالایی در برابر حرارت و سایش داشته باشند، مناسب است.

ویژگی های آلیاژ 718 عبارتند از :

• مقاومت و استحکام بالا در برابر نیروهای کششی و تاو ضربه : این آلیاژ توانایی تحمل نیروهای بالا را در شرایط دمایی سرد و گرم دارد.
• قابلیت جوشکاری و تعمیر در شرایط پیری : این آلیاژ از روش عملیات حرارتی رسوبی برای افزایش استحکام خود استفاده می‌کند. این روش اجازه می‌دهد که آلیاژ را در شرایط پیری نیز جوشکاری و تعمیر کرد.

ورق اینکونل 718 یک نوع آلیاژ اینکونل 718 است که برای ساخت قطعات مختلف استفاده می‌شود.ورق اینکونل 718 دارای استانداردهای مختلفی از سازمان‌های معتبر است.

ترکیبات شیمیایی ورق اینکونل 718 عبارتند از :

• 0.08% کربن
• 0.35% منیزیم
• 0.015% فسفر
• 0.015% سولفور
• 0.35% سیلیسیم
• 17-21% کروم
• 50-55% نیکل
• 17-21% مولیبدن
• 4.75-5.50% نیوبیوم
• 0.65-1.15% تیتانیوم
• 0.20-0.80% آلومینیوم
• 1% کبالت 
• 0.30% مس

ورق اینکونل 718 یک آلیاژ از فولاد ضد زنگ است که دارای ویژگی‌های منحصر به فردی است.

برخی از این ویژگی‌ها عبارتند از :

• قابلیت جوشکاری : این آلیاژ را می‌توان به راحتی جوشکاری کرد و از ترک‌خوردگی پس از جوشکاری جلوگیری کرد.
• قابلیت ماشینکاری : این آلیاژ را می‌توان با استفاده از ابزارهای ماشینکاری معمولی شکل داد و قطعات مورد نظر را تولید کرد.
• مقاومت در برابر کشش : این آلیاژ توانایی تحمل نیروهای کششی بالا را دارد و در شرایط دمایی مختلف خاصیت مکانیکی خود را حفظ می‌کند.
• استحکام بالا : این آلیاژ دارای استحکام تسلیم 725MPaو استحکام کششی 1035MPa است که نشان دهنده قدرت بالای آن است.
• قابلیت تعمیر در شرایط پیری : این آلیاژ از روش عملیات حرارتی رسوبی برای افزایش استحکام خود استفاده می‌کند. این روش اجازه می‌دهد که آلیاژ را در شرایط پیری نیز جوشکاری و تعمیر کرد.
• چگالی مناسب : این آلیاژ دارای چگالی 8.19g/cm3 است که برای ساخت قطعات سبک و مقاوم مناسب است.

کاربرد در صنعت هوافضا :

این آلیاژ به دلیل داشتن ویژگی‌های بالا، یکی از بهترین گزینه‌ها برای ساخت سازه‌های هوافضا است. این آلیاژ در توربین‌های موتور هواپیما، اسپیسرها، بستها و اتصال دهنده‌ها استفاده می‌شود.

شما همچنین میتوانید از طریق لینک های زیر مقالات ما را درباره دیگر الیاژ های اینکونل مطالعه کنید:

اینکونل 800

اتصالات جوشی فولادی و آلیاژی

مقاله زیر در ارتباط با اتصالات جوشی فولادی و آلیاژی است که در خطوط لوله‌ها استفاده می‌شوند. این اتصالات از دو نوع مختلف، یعنی اتصالات جوشی فولادی و اتصالات جوشی آلیاژی، تولید می‌شوند. هر نوع اتصال دارای ویژگی‌ها و کاربردهای منحصر به خود است.

اتصالات جوشی فولادی و آلیاژی به منظور تولید تغییرات مسیر جریان، تعدیل نرخ جریان و انجام عملیات‌های مختلف در خطوط لوله مورد استفاده قرار می‌گیرند. این اتصالات دارای انواع مختلفی هستند که شامل زانوهای مختلف در گوناگونی درجات (مانند ۴۵ درجه، ۹۰ درجه، ۱۸۰ درجه و زانویی بند)، تبدیل‌های هم مرکز و غیر هم مرکز، اتصالات چهار راهی، کپ، نیپل، فلنج، گسکت و غیره می‌باشند. این اتصالات در صنایع مختلفی مانند نفت، گاز، پتروشیمی، صنایع شیمیایی، نیروگاه‌ها و صنایع حساس از لحاظ فشار و دما مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اتصالات جوشی آلیاژی با استفاده از عناصر آلیاژی مانند کروم، مولیبدن، نیکل، اینکونل و غیره تولید می‌شوند. این عناصر به منظور افزایش استحکام، مقاومت در برابر خوردگی، و عمر مفید این اتصالات در مقابل فشار و دماهای بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

گریدهای اتصالات جوشی آلیاژی در استاندارد ASTM A234 شامل گریدهای WP1/WP5/WP11/WP12/WP22/WP23/WP91 و کلاسهای CL1/CL2/CL3 هستند. این اتصالات شامل انواع زانوهای آلیاژی با شعاع بلند و کوتاه، تبدیل‌های هم مرکز و غیر هم مرکز، کپ، چهار راهی، بوشن، سه راهی مساوی و تبدیلی، نیپل و غیره می‌باشند.

در ضمن، اتصالات آلیاژی فورجی نیز بر اساس استاندارد متریال ASTM A182 در گریدهای F1/F5/F9/F11 Class1/F12 Class1/F22 Class1 و غیره تولید می‌شوند.