استیل 15-5 PH چیست و چه کاربرد هایی دارد؟

استیل 15-5 PH

Steel 15-5 PH

 

استیل 15-5 PH یکی از جنس‌های استیل‌های ضدزنگ است که با خوردگی بسیار مقاوم است و از ویژگی‌های مکانیکی بسیار مطلوبی برخوردار است. این نوع استیل از روش رسوبی سخت شده و تقویت شده است و به طور گسترده در صنایع هوافضا، پزشکی و بسیاری از صنایع دیگر استفاده می‌شود. استیل 15-5 PH زمانی به کار می‌رود که نیاز به استحکام بالا و مقاومت مناسب در برابر خوردگی باشد. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که این جنس استیل در برخی از شرایط سخت و پرفشار مانند محیط‌های دریایی یا بخش‌هایی از تجهیزات پزشکی که با شرایط فیزیکی و شیمیایی دشواری مواجه هستند، بسیار مورد توجه قرار گیرد.

 

استیل 15-5 PH اولین بار در دهه ۱۹۶۰ میلادی توسط شرکت Armco Steel Corporation (اکنون AK Steel) توسعه یافت. این استیل از آلیاژهای فولادی نسبتاً جدیدی است که خصوصیات مکانیکی و مقاومت خوردگی بالایی دارد. استیل 15-5 PH ابتدا به عنوان یک جایگزین مناسب برای استیل‌های ضدزنگ کروم-نیکل معرفی شد و سپس به طور گسترده در صنایعی مانند صنایع هوافضا، پزشکی، خودروسازی، و صنایع دریایی استفاده شد. این استیل به دلیل ترکیبات خاص خود که شامل کربن، نیکل، فسفر، سولفور، کروم و مولیبدن است، از خصوصیات منحصر به فردی برخوردار است که از جمله آن‌ها می‌توان به مقاومت بالا در برابر خوردگی، استحکام مکانیکی مناسب و انعطاف‌پذیری بالا اشاره کرد.

 

فرایند تولید

فرایند تولید استیل 15-5 PH یا همان Precipitation Hardening Stainless Steel شامل چند مرحله اصلی است که به طور خلاصه می‌توان آنها را توضیح داد:

 

آماده‌سازی آلیاژ : در این مرحله، مواد اولیه مورد نیاز برای تولید استیل 15-5 PH که شامل آهن، کروم، نیکل و عناصر دیگر می‌شوند، در کوره‌های قوس الکتریکی یا کوره‌های قوس قوی (ایندوکشن) ذوب می‌شوند تا به ترکیب مطلوبی از آلیاژها برسند.

 

شکل‌دهی : پس از ذوب شدن مواد اولیه، آلیاژ به صورت مذاب به کمک فرایندهای شکل‌دهی از جمله ریخته‌گری، ترکیب و کشیدن یا نورد در قالب‌های مختلفی شکل می‌گیرد. این مرحله باعث شکل‌دهی قطعات بدون ایجاد نقص‌های جدی می‌شود.

 

انجام فرایند ریز‌ترکیب : پس از شکل‌دهی، قطعات به فرایند حرارتی زیر می‌روند که در آن توزیع عناصر آلیاژی در استیل تنظیم می‌شود. این مرحله شامل گرم‌کردن قطعات به دما و زمان مشخص و سپس خنک‌کردن کنترل شده است.

 

تشکیل ترکیبات فازی : در این مرحله، انجام فرایند انجماد فازی‌ها (precipitation) انجام می‌شود که منجر به افزایش سختی و استحکام استیل 15-5 PH می‌شود. این فرایند اغلب با گرم‌کردن قطعات به دماهای پایین‌تر و نگهداری طولانی‌تر در دماهای معین صورت می‌گیرد.

 

پس‌انجام فرایند : بعد از انجام فرایند تشکیل ترکیبات فازی، قطعات به طور معمول به دمای محیط برمی‌گردند تا خنک شوند و این فرایند پس‌انجام باعث تثبیت ترکیبات فازی شده و بهبود خواص مکانیکی و مقاومت خوردگی می‌شود.

 

این فرایند تولید، به عنوان یک روش پیچیده و دقیق، به منظور بهبود و استحکام‌بخشی به خواص استیل 15-5 PH انجام می‌شود و نیاز به تجهیزات و دانش فنی خاصی دارد.

 

 

خواص فیزیکی و مکانیکی استیل 15-5 PH به شرح زیر است :

 

خواص فیزیکی :

چگالی : حدود 19 گرم بر سانتیمتر مکعب.

اندازه منفذ : کمتر از 100 میکرومتر.

 

خواص مکانیکی :

استحکام کششی : حدود 1450 مگاپاسکال (با تلرانس 100 مگاپاسکال).

استحکام تسلیم (با 2 درصد آفست) : حدود 1300 مگاپاسکال (با تلرانس 100 مگاپاسکال).

مدول الاستیسیته : حدود 180 گیگاپاسکال (با تلرانس 20 گیگاپاسکال).

افزایش طول نسبی : در کمترین حالت حدود 12 درصد.

این ویژگی‌ها نشان دهنده استحکام بالا، مقاومت به خوردگی، و انعطاف‌پذیری مناسب استیل 15-5 PH در برابر شرایط مختلف استفاده و تلاش‌های مکانیکی متنوع می‌باشد.

 

ترکیبات شیمیایی

ترکیبات شیمیایی استیل 15-5 PH به شرح زیر است :

 

نیکل : بین 3.50 تا 5.50 درصد (حداقل 3.50 درصد و حداکثر 5.50 درصد)

کروم : بین 14.00 تا 15.50 درصد (حداقل 14.00 درصد و حداکثر 15.50 درصد)

مولیبدن : حداکثر 0.50 درصد

آهن : به اندازه متعادل

کربن : حداکثر 0.70 درصد

مس : بین 2.50 تا 4.50 درصد (حداقل 2.50 درصد و حداکثر 4.50 درصد)

منگنز : حداکثر 1.00 درصد

فسفر : حداکثر 0.025 درصد

گوگرد : حداکثر 0.01 درصد

سیلیسیم : حداکثر 1.00 درصد

نیتروژن : حداکثر 0.10 درصد

این ترکیبات شیمیایی، همراه با فرایندهای حرارتی و مکانیکی مخصوص، به استیل 15-5 PH خصوصیات منحصر به فردی از جمله استحکام بالا و مقاومت خوب در برابر خوردگی می‌بخشند.

 

ویژگی‌های استیل 15-5 PH

ویژگی‌های استیل 15-5 PH شامل خواص فیزیکی، مکانیکی، و شیمیایی است که آن را از دیگر استیل‌ها متمایز می‌کند :

 

مقاومت به خوردگی :

استیل 15-5 PH به دلیل حضور عناصر آلیاژی مانند نیکل و کروم، مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی دارد، به خصوص در مقابل خوردگی ترکیبی و خوردگی تنشی.

 

مقاومت مکانیکی بالا :

این استیل دارای استحکام کششی و تسلیم بسیار بالاست که آن را مناسب برای کاربردهایی با تنش‌های مکانیکی زیاد می‌کند.

 

پایداری در دماهای بالا :

استیل 15-5 PH مقاومت مناسبی در برابر افزایش دما دارد، که آن را مناسب برای کاربردهایی در دماهای بالا، مانند صنایع هوافضا، می‌سازد.

 

قابلیت تشکیل و شکل‌پذیری :

این استیل از آنجا که به روش رسوبی سخت شده است، دارای قابلیت تشکیل و شکل‌پذیری بسیار خوبی است.

 

استحکام عملکرد در محیط‌های مختلف :

استیل 15-5 PH مقاومت بالایی در برابر خوردگی، اکسیداسیون، و تغییرات شیمیایی مختلف دارد، که آن را برای کاربردهایی در شرایط محیطی متنوع ایده‌آل می‌سازد.

 

با توجه به این ویژگی‌ها، استیل 15-5 PH به طور گسترده در صنایع مختلفی از جمله هوافضا، پزشکی، صنایع دریایی، و خودروسازی استفاده می‌شود.

 

کاربردهای استیل 15-5 PH

استیل 15-5 PH به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردش در مقابل خوردگی، مقاومت مکانیکی بالا، و پایداری در دماهای بالا، در صنایع مختلف به عنوان یک جایگزین مناسب برای فولاد‌های دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از کاربردهای اصلی استیل 15-5 PH عبارتند از :

 

صنایع هوافضا :

این استیل به دلیل استحکام و پایداری در دماهای بالا، برای تولید اجزای موتورها، ساختارهای بدنه، و قطعات دیگر در هواپیماها و فضاپیماها استفاده می‌شود.

 

صنعت پزشکی :

به عنوان یکی از استیل‌های ضدزنگ با خوراکیت با کیفیت بالا، استیل 15-5 PH در تولید ابزارهای جراحی، پروتزها، و دستگاه‌های پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

صنایع دریایی :

این استیل به دلیل مقاومت خوب در برابر خوردگی تنشی و مقاومت مکانیکی بالا، برای ساخت اجزای دریایی مانند لوله‌ها، قطعات زیردریایی، و تجهیزات نیروگاه‌های دریایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

خودروسازی :

در صنعت خودروسازی، استیل 15-5 PH برای تولید قطعات مهم مانند ترمزها، سیستم‌های تعلیق، و اجزای موتور استفاده می‌شود، زیرا این استیل به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، مقاومت در برابر فشار، و پایداری در دماهای بالا، انعطاف پذیری بالایی را برای کاربردهای خودروسازی فراهم می‌کند.

 

ساخت قطعات و تجهیزات صنایع نفت و گاز :

استیل 15-5 PH به دلیل مقاومت خوب در برابر خوردگی تنشی و اکسیداسیون، برای تولید قطعاتی مانند لوله‌ها، شیرآلات، و سیستم‌های فشار قابل استفاده است.

 

استانداردهای استیل 15-5 PH

استیل 15-5 PH مطابق با استانداردهای مختلفی تولید و تست می‌شود. برخی از مهم‌ترین استانداردهای مرتبط با این نوع استیل عبارتند از :

 

ASTM A564 / A564M :

 استاندارد ASTM برای فولادهای مزون پرسیپیتیشن هاردنینگ (PH) مانند استیل 15-5 PH که شرایط فرایندی معینی برای تولید و مشخصات فیزیکی و مکانیکی را تعیین می‌کند.

 

AMS 5659 :

 استاندارد AMS که مشخصات فنی و فرایندهای تولید استیل‌های ضدزنگ را برای کاربردهای صنعتی و هوافضایی تعیین می‌کند، از جمله استیل 15-5 PH.

 

UNS S15500 :

 این کد آیین نامه‌ای مختصر برای استیل 15-5 PH است که توسط انجمن نیروگاهی آمریکا (UNS) اختصاص داده شده است.

 

AMS-H-6875 :

 استاندارد AMS برای فرایندهای حرارتی و مواد مربوط به استیل‌های ضدزنگ و فولاد‌های مزون PH مانند استیل 15-5 PH.

 

EN 10088 :

 استاندارد اروپایی برای مواد فولادی ضدزنگ، که مشخصات فنی و فرایندهای تولید مختلف را شامل می‌شود.

 

این استانداردها برای اطمینان از کیفیت، تطابق و استفاده صحیح از استیل 15-5 PH در محصولات و کاربردهای مختلف، بسیار مهم هستند.

 

 

جوشکاری استیل 15-5 PH به علت خواص مکانیکی و خوردگی بالا، نیازمند روش‌های خاصی است تا پس از جوشکاری و فرایندهای حرارتی، خواص آن حفظ شود و ضریب خوردگی کاهش یابد.

 

جوشکاری :

جوشکاری TIG (تیگ) یا GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) : این روش جوشکاری با استفاده از یک قطب خنک‌کننده به عنوان محافظ برای حفاظت از جوش در برابر اکسیداسیون انجام می‌شود.

 

جوشکاری MIG (میگ) یا GMAW (Gas Metal Arc Welding) : این روش جوشکاری نیز با استفاده از یک گاز محافظ برای جلوگیری از اکسیداسیون انجام می‌شود.

 

عملیات حرارتی :

پس از جوشکاری، معمولاً استیل 15-5 PH به عملیات حرارتی زیر زیر می‌رود تا خواص مکانیکی و خوردگی آن به حالت اولیه بازگردانده شود :

 

عملیات حرارتی انحلالی (Solution Annealing) : در این عملیات، استیل 15-5 PH به دمای بالا (حدود ۱۰۰۰-۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد) گرم‌شده و سپس با سرعت کند خنک می‌شود. این عملیات جهت تصفیه و تشکیل ترکیبات فازی است.

 

استوانه‌کردن (Aging) :  پس از عملیات حرارتی انحلالی، استیل 15-5 PH به دمای مناسب (معمولاً حدود ۵۰۰-۶۰۰ درجه سانتی‌گراد) گرم‌شده و به مدت زمان مشخص در این دما نگهداشته می‌شود. این عملیات باعث تشکیل و رشد ترکیبات فازی و افزایش استحکام و سختی مواد می‌شود.

 

مراقبت‌های خاص :

کنترل دما و سرعت خنک‌شدن : در تمام مراحل جوشکاری و عملیات حرارتی، کنترل دما و سرعت خنک‌شدن از اهمیت بالایی برخوردار است تا از دست دادن خواص مکانیکی و خوردگی جلوگیری شود.

 

استفاده از گاز محافظ : در جوشکاری، استفاده از گاز محافظ جهت حفاظت از جوش از اکسیداسیون و کاهش اثرات جانبی حرارتی بسیار مهم است.

 

تست و کنترل کیفیت : پس از انجام جوشکاری و عملیات حرارتی، تست‌های کیفیتی از قبیل تست‌های غیرمخرب (مانند رادیوگرافی، آلتراسونیک، و تست‌های مغناطیسی) برای اطمینان از کیفیت جوش انجام می‌شود.

 

با رعایت مراقبت‌های لازم و استفاده از فرآیندهای مناسب، جوشکاری و عملیات حرارتی استیل 15-5 PH باعث حفظ خواص آن و کاهش اثرات جانبی مربوط به جوشکاری می‌شود.

 

گرید مختلف استیل 15-5 PH

استیل 15-5 PH در چند گرید مختلف تولید می‌شود، که هر یک از این گریدها ممکن است دارای ویژگی‌ها و کاربردهای متفاوتی باشند. برخی از گریدهای معمول استیل 15-5 PH عبارتند از :

 

AMS 5862 :

 این گرید یکی از گریدهای معمول استیل 15-5 PH است که مشخصات فنی و خواص مکانیکی خاص خود را دارا می‌باشد و برای کاربردهای صنعتی و هوافضایی مناسب است.

 

AMS 5659 :

 این گرید نیز یکی دیگر از گریدهای رایج استیل 15-5 PH می‌باشد که برای تولید اجزای مهم در صنایع هوافضا و صنایعی که نیازمند مقاومت مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی هستند، استفاده می‌شود.

 

AMS-H-6875 :

 این استاندارد AMS نیز مشخصات و فرایندهای تولید و آزمون‌های مرتبط با استیل 15-5 PH را تعیین می‌کند و در صنایع هوافضا و صنایعی که نیازمند استیل‌های با خصوصیات خاص هستند، استفاده می‌شود.

 

همچنین، بسته به نیاز و کاربرد مشخص، گریدهای دیگری از استیل 15-5 PH نیز وجود دارند که برای استفاده در صنایع مختلف مناسب هستند. انتخاب گرید مناسب برای هر کاربرد بستگی به خواص مورد نیاز، محیط کاری، و استانداردهای مشخصها دارد.

 

بیایید گریدهای مختلف استیل 15-5 PH را بررسی کنیم، هرکدام از این گریدها ویژگی‌ها، کاربردها و ترکیبات شیمیایی منحصر به فردی دارند :

 

AMS 5862 :

 

ویژگی‌ها :

AMS 5862 دارای خواص مکانیکی بالا و مقاومت خوب در برابر خوردگی است. این گرید دارای استحکام کششی و استحکام تسلیم بسیار بالا، مقاومت در برابر خوردگی ترکیبی و تنشی، و پایداری در دماهای بالا است.

 

خواص مکانیکی :

استحکام کششی بسیار بالا : حدود 1100-1300 MPa

استحکام تسلیم بالا : حدود 1000-1200 MPa

استحکام ضربه‌ای : 50-60 Joules

تغییر شکل در نقطه شکست : حدود 12-15٪

 

خواص خوردگی :

مقاومت خوب در برابر خوردگی ترکیبی و تنشی

مقاومت خوب در برابر خوردگی تنشی و خوردگی ترکیبی

 

خواص فیزیکی :

چگالی : حدود 7.8 گرم بر سانتی‌متر مکعب

مدول الاستیسیته : حدود 180 GPa

نقطه ذوب : حدود 1380-1400 درجه سانتی‌گراد

 

ترکیبات شیمیایی

کروم (Cr) : 14.0% – 15.5%

نیکل (Ni) : 3.5% – 5.5%

مس (Cu) : 2.5% – 4.5%

منگنز (Mn) : حداکثر 1.0%

سیلیسیم (Si) : حداکثر 1.0%

مولیبدن (Mo) : حداکثر 0.50%

فسفر (P) : حداکثر 0.03%

گوگرد (S) : حداکثر 0.01%

کربن (C) : حداکثر 0.07%

نیتروژن (N) : حداکثر 0.10%

آهن (Fe) : مابقی

 

کاربردها :

از AMS 5862 برای تولید قطعاتی که نیاز به استحکام مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی دارند، استفاده می‌شود، از جمله اجزای هوافضا، قطعات پزشکی، و قطعات دریایی.

 

AMS 5659 :

 

ویژگی‌ها :  

AMS 5659 نیز دارای ویژگی‌های مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی است. این گرید دارای خواص مشابه با AMS 5862 است اما ممکن است در ترکیبات شیمیایی و میزانی از ویژگی‌ها متفاوت باشد.

 

خواص مکانیکی :

استحکام کششی بالا : حدود 1300-1500 MPa

استحکام تسلیم بالا : حدود 1150-1350 MPa

استحکام ضربه‌ای : 60-70 Joules

تغییر شکل در نقطه شکست : حدود 10-12٪

 

خواص خوردگی :

مقاومت بالا در برابر خوردگی ترکیبی و تنشی

 

خواص فیزیکی :

چگالی : حدود 7.8 گرم بر سانتی‌متر مکعب

مدول الاستیسیته : حدود 180 GPa

نقطه ذوب : حدود 1380-1400 درجه سانتی‌گراد

 

ترکیبات شیمیایی

کروم (Cr) : 14.0% – 15.5%

نیکل (Ni) : 3.5% – 5.5%

مس (Cu) : 2.5% – 4.5%

منگنز (Mn) : حداکثر 1.0%

سیلیسیم (Si) : حداکثر 1.0%

مولیبدن (Mo) : حداکثر 0.50%

فسفر (P) : حداکثر 0.025%

گوگرد (S) : حداکثر 0.01%

کربن (C) : حداکثر 0.07%

نیتروژن (N) : حداکثر 0.10%

آهن (Fe) : مابقی

 

کاربردها :

AMS 5659 همچنین برای تولید قطعات مختلف در صنایع هوافضا، پزشکی، دریایی و دیگر صنایعی که نیاز به استحکام مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی دارند، استفاده می‌شود.

 

AMS-H-6875

ویژگی‌ها :

تنظیم فرآیندهای حرارتی : AMS-H-6875 تنظیمات دقیقی را برای فرآیندهای حرارتی مانند حرارت دهی، آنیلینگ و تمپرینگ استیل‌های 15-5 PH ارائه می‌دهد. این تنظیمات بر اساس نیازهای خاص صنایع هوافضا و سایر صنایع پیشرفته تعیین شده‌اند.

تعیین شرایط سخت‌شدن : AMS-H-6875 شرایط دقیقی را برای فرآیندهای سخت‌شدن استیل 15-5 PH، از جمله سخت‌شدن پرسیپیتیشن و سخت‌شدن نهایی، مشخص می‌کند. این شرایط به منظور حصول برخواص مکانیکی مطلوب و استاندارد در محصولات نهایی تعیین شده‌اند.

آزمون و کنترل کیفیت : AMS-H-6875 شرایط مربوط به آزمون‌های غیرمخرب و کنترل کیفیت را نیز تعیین می‌کند. این شامل آزمون‌هایی مانند آزمون ترکیب شیمیایی، آزمون هیدروژن، آزمون هاردنس، و آزمون تغییر شکل در دماهای مختلف است.

مشخصات فیزیکی : AMS-H-6875 مشخصات فیزیکی مهمی را نیز تعیین می‌کند که برای اطمینان از تطابق محصولات نهایی با نیازهای صنایع مختلف لازم است. این شامل ویژگی‌هایی مانند چگالی، سختی، مدول الاستیسیته، و مقاومت در برابر خوردگی است.

 

خواص مکانیکی :

استحکام کششی : حدود 1100-1300 MPa

استحکام تسلیم : حدود 1000-1200 MPa

تغییر شکل در نقطه شکست : حدود 12-15٪

استحکام ضربه‌ای : 50-70 Joules

 

خواص خوردگی :

مقاومت خوب در برابر خوردگی ترکیبی و تنشی

مقاومت خوب در برابر خوردگی تنشی و خوردگی ترکیبی

خواص فیزیکی :

چگالی : حدود 7.8 گرم بر سانتی‌متر مکعب

مدول الاستیسیته : حدود 180 GPa

نقطه ذوب : حدود 1380-1400 درجه سانتی‌گراد

 

ترکیبات شیمیایی

کروم (Cr) : 14.0% – 15.5%

نیکل (Ni) : 3.5% – 5.5%

مس (Cu) : 2.5% – 4.5%

منگنز (Mn) : حداکثر 1.0%

سیلیسیم (Si) : حداکثر 1.0%

مولیبدن (Mo) : حداکثر 0.50%

فسفر (P) : حداکثر 0.025%

گوگرد (S) : حداکثر 0.01%

کربن (C) : حداکثر 0.07%

نیتروژن (N) : حداکثر 0.10%

آهن (Fe) : مابقی

 

هر سه این گریدها دارای ویژگی‌ها و کاربردهای مشابه هستند اما ممکن است در جزئیات مانند ترکیبات شیمیایی و میزانی از ویژگی‌ها تفاوت داشته باشند، بنابراین انتخاب بین این دو باید بر اساس نیازهای خاص و استانداردهای موردنظر انجام شود.

 

 

هر سه این گریدهای AMS 5862 ، AMS 5659 و AMS-H-6875  از استیل 15-5 PH در صنایع مختلف استفاده می‌شوند به دلیل خواص مکانیکی بالا، مقاومت در برابر خوردگی، و سایر ویژگی‌های موردنیاز.
بعضی از کاربردهای اصلی این دو گرید عبارتند از :

 

صنایع هوافضا و هوانوردی :

در صنایع هوافضا و هوانوردی، اجزای مهم و حساسی از جنبه‌های ایمنی و عملکردی هواپیماها و فضاپیماها تشکیل شده‌اند. استیل 15-5 PH با خواص مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی، برای تولید این اجزا از جمله قطعات ساختاری، انواع سیستم‌ها، و ابزارهای کنترلی و نظارتی استفاده می‌شود.

 

صنعت پزشکی :

در صنعت پزشکی، از جمله کاربردهای استیل 15-5 PH می‌توان به تولید ابزارهای جراحی، تجهیزات دستگاه‌های پزشکی، پروتزها، و قطعات داخلی دستگاه‌های پزشکی اشاره کرد. این استیل به دلیل خواص مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی، برای کاربردهای پزشکی بسیار مناسب است.

 

صنایع دریایی :

در صنایع دریایی، از استیل‌های مقاوم در برابر خوردگی و تنش، برای تولید لوله‌ها، سیستم‌های فشار، و تجهیزات دریایی استفاده می‌شود. استیل 15-5 PH با خواص مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی، یک گزینه مناسب برای این کاربردها است.

 

خودروسازی :

در صنعت خودروسازی، استیل 15-5 PH برای تولید قطعات مهمی مانند ترمزها، سیستم‌های تعلیق، و اجزای موتور استفاده می‌شود. این استیل به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، مقاومت در برابر فشار، و پایداری در دماهای بالا، برای کاربردهای خودروسازی مناسب است.

 

همچنین، این استیل در صنایع دیگری نیز مانند صنایع نفت و گاز، صنایع مواد غذایی، و صنایع مکانیکی و مکاترونیک نیز کاربرد دارد، به ویژه در مواردی که نیاز به استحکام مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی دارند.

 

معایب

استیل 15-5 PH، همانند هر مواد دیگر، ممکن است دارای معایبی باشد که باید مورد توجه قرار گیرد. برخی از معایب احتمالی استیل 15-5 PH عبارتند از :

 

هزینه : استیل 15-5 PH یکی از آلیاژهای قوی و مقاوم است که باعث می‌شود قیمت آن نسبتاً بالا باشد. این مواد معمولاً با هزینه تولید و فرآوری بالایی همراه هستند که ممکن است برای برخی بودجه‌ها محدودیت ایجاد کند.

 

مشکل در جوشکاری : استیل 15-5 PH در بعضی موارد ممکن است مشکلاتی در فرآیند جوشکاری داشته باشد، به ویژه در صورت عدم رعایت شرایط صحیح جوشکاری، ممکن است با مشکلاتی مانند زبری، شکستگی و یا تغییرات در خواص مکانیکی روبرو شود.

 

پردازش دشوار : استیل 15-5 PH به دلیل محتوای بالای آلیاژها و فرآیند پرسیپیتیشن خاصی که برای تقویت آن انجام می‌شود، ممکن است در فرآیندهای پردازشی مانند حفرکاری، تراشکاری و یا پرسکاری دشواری‌هایی ایجاد کند.

 

حساسیت به شوک‌های حرارتی : استیل 15-5 PH به خصوص پس از فرآیند حرارتی، حساسیت خاصی به تغییرات شوک‌های حرارتی دارد که ممکن است باعث کاهش خواص مکانیکی و یا خوردگی شود.

 

محدودیت‌های در دما و محیط : استیل 15-5 PH در برخی موارد محدودیت‌هایی در دما و محیط‌های خاص مانند محیط‌های خورنده دارد که باید در انتخاب و استفاده آن مدنظر قرار گیرد.

 

با این حال، با رعایت شرایط و استفاده مناسب، این معایب می‌تواند کاهش یابد و خواص مثبت استیل 15-5 PH را بهره‌برداری از آن تقویت کند.

 

برای اطلاع از قیمت ها با مشوران ما در گروه صنعتی تتنا در تماس باشید.

همه چیز درباره آلیاژ نیمونیک 80A

آلیاژ نیمونیک 80A

nimonic alloy 80A

 

آلیاژ نیمونیک گرید 80A، از عناصری همچون نیکل و کروم تشکیل شده است و در انواع میلگرد، لوله و ورق تولید می‌شود. این آلیاژ مقاومت بسیار خوبی در برابر انواع محیط‌های خورنده دارد و همچنین خواص مکانیکی مطلوبی دارد که در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. این آلیاژ با روش رسوبی سخت‌کاری شده است و می‌تواند در محیط‌هایی که دما به 815 درجه سلسیوس (1500 درجه فارنهایت) نیز می‌رسد؛ عملکرد خوبی در اختیار کاربر قرار دهد.

 

آلیاژ نیمونیک گرید 80A برای شرایطی که قطعه در آن تحت تنش‌های مداوم و دماهای بالا قرار می‌گیرد، بسیار مناسب است. به همین دلیل، این آلیاژ در صنایعی مانند توربین‌های گازی و ژنراتورهای هسته‌ای استفاده می‌شود. همچنین، در زمینه تیونینگ و تقویت موتورهای اتومبیل‌های ریسینگ (مسابقه‌ای) نیز به کار می‌رود.

 

اگر این آلیاژ تحت عملیات حرارتی محلولی قرار بگیرد، ماشین‌کاری آن را ساده‌تر می‌کند. در این شرایط، انجام عملیات پیر سختی باعث می‌شود که خواص مکانیکی آلیاژ و همچنین مقاومت فلز در برابر خزش بیشتر شود و آستانه خستگی فلز نیز افزایش یابد.

 

آلیاژ نیمونیک گرید 80A یکی از آلیاژهای مهم و مورد استفاده در صنایع مختلف است. اما متاسفانه منابع دقیقی در مورد تاریخچه دقیق این آلیاژ موجود نیست. عموماً، تاریخچه آلیاژهای نیمونیک به سال‌های 1930 و 1940 برمی‌گردد. این آلیاژها در آن زمان برای تولید قطعاتی که در شرایط دمایی بالا یا تنش‌های بالایی قرار می‌گرفتند، استفاده می‌شدند.

 

با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی، آلیاژهای نیمونیک به طور گسترده‌تری در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گرفتند، از جمله صنایع هوافضا، خودروسازی، صنایع نیروگاهی و غیره. امروزه، آلیاژ نیمونیک گرید 80A به عنوان یکی از آلیاژهای مهم و پرکاربرد در صنایع مختلف شناخته شده است.

 

فرآیند تولید

فرآیند تولید آلیاژ نیمونیک گرید 80A یا هر آلیاژ نیمونیک دیگری، معمولاً از روش ذوب و ریخته‌گری پیروی می‌کند. در اینجا فرآیند کلی تولید آلیاژ نیمونیک گرید 80A توضیح داده می‌شود :

 

مواد اولیه :

مواد اولیه شامل فلزات اصلی مانند نیکل، کروم، کبالت، و تیتانیم می‌باشد.

عناصر افزودنی ممکن است نیز برای بهبود خواص و ویژگی‌های آلیاژ اضافه شوند.

 

ذوب :

مواد اولیه به تناسب مقادیر مشخص شده ترکیبات شیمیایی در کوره‌های ذوب شده و در دماهای بالا ذوب می‌شوند.

این فرآیند از جهت تأمین ترکیبات شیمیایی مورد نیاز و ایجاد یک آلیاژ متجانس بسیار حائز اهمیت است.

 

ریخته‌گری :

پس از ذوب کامل، آلیاژ مذاب ریخته‌گری می‌شود.

ریخته‌گری می‌تواند به صورت ریخته‌گری به شکل گوی یا قالب‌های دیگر صورت گیرد.

 

خنک کردن و تشکیل ساختار

پس از ریخته‌گری، قطعه در محیطی کنترل شده قرار می‌گیرد تا خنک شود.

این فرآیند می‌تواند به صورت طبیعی یا با استفاده از فرآیندهای سریع‌تر مانند آب‌خنک‌کنی صورت گیرد.

 

آنیل کردن (اختیاری) :

در برخی موارد، آلیاژ بعد از تشکیل، آنیل می‌شود تا خواص مکانیکی و ساختاری بهبود یابد.

 

فرآیندهای پس از تولید :

بعد از تولید، قطعات ممکن است از فرآیندهای مکانیکی مانند تراشکاری، تمیز کاری و حرارت‌دهی برای بهبود دقت و خواص خود استفاده شود.

این فرآیند کلی تولید آلیاژ نیمونیک گرید 80A را پوشش می‌دهد. هر فرآیند خاصی ممکن است به توجه به نیازهای خاص صنعتی و محصولات مختلف مورد تغییر و بهبود قرار گیرد.

آلیاژ نیمونیک 80A یک آلیاژ پایه نیکل است که برای مقاومت در برابر حرارت بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون، مقاومت در برابر خوردگی و خواص مکانیکی بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. این آلیاژ معمولاً در دماهای بالای 1000 درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از نظر استانداردها، آلیاژ نیمونیک 80A معمولاً با استانداردهای مختلفی مانند AMS 5766، AMS 5660، AMS 5661، AMS 5581، ASTM B637، ASTM B462، ASTM B408 و UNS N07080 هماهنگ است. این استانداردها برای مشخصات فنی، خواص مکانیکی، روش‌های آزمایش و سایر موارد مرتبط با این آلیاژ مشخصات را ارائه می‌دهند.

 

خصوصیات ویژه

خصوصیات ویژه آلیاژ نیمونیک گرید 80A شامل موارد زیر می‌شود :

 

مقاومت در برابر خوردگی : این آلیاژ دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی است، به خاطر تشکیل لایه اکسید کروم بر روی سطح فلز که از تخریب آن جلوگیری می‌کند.

 

مقاومت در دماهای بالا : نیمونیک گرید 80A در دماهای بالا همچنان عملکرد خوبی دارد و تا دمای 815 درجه سلسیوس (1500 درجه فارنهایت) قابل استفاده است.

 

مقاومت در محیط‌های اکسیده : این آلیاژ در مقابل محیط‌های اکسنده، به خصوص در دماهای بالا و پایین، عملکرد بسیار خوبی دارد.

 

سادگی در ماشین‌کاری : آلیاژ نیمونیک گرید 80A به خوبی قابل ماشین‌کاری است که این امر اجازه می‌دهد تا قطعات با دقت بالا و به شکل‌های مختلف تولید شوند.

 

راحتی در جوشکاری : این آلیاژ به راحتی قابلیت جوشکاری را دارد، که این ویژگی از آن استفاده را در ساخت قطعات و تجهیزاتی با ساختار‌های متنوع و پیچیده را تسهیل می‌کند.

 

با توجه به این خصوصیات، آلیاژ نیمونیک گرید 80A به عنوان یک ماده ساختاری مورد توجه در صنایعی مانند صنعت هوافضا، صنایع نیروگاهی، و صنایع خودروسازی استفاده می‌شود.

 

ترکیبات شیمیایی

با توجه به اطلاعات ارائه شده، ترکیبات شیمیایی آلیاژ نیمونیک گرید 80A به شرح زیر است :

 

کربن (C) : حداکثر 0.10 درصد

کروم (Cr) : از 18.0 تا 21.0 درصد

سیلیسیم (Si) : حداکثر 1.0 درصد

مس (Cu) : حداکثر 0.2 درصد

آهن (Fe) : حداکثر 3.0 درصد

منگنز (Mn) : حداکثر 1.0 درصد

تیتانیوم (Ti) : از 1.8 تا 2.7 درصد

آلومینیوم (Al) : از 1.0 تا 1.8 درصد

کبالت (Co) : حداکثر 2.0 درصد

بور (B) : حداکثر 0.008 درصد

زیرکونیوم (Zr) : حداکثر 0.15 درصد

سرب (Pb) : حداکثر 0.0025 درصد

گوگرد (S) : حداکثر 0.015 درصد

نیکل (Ni) : مقدار متغیر و وابسته به ترکیبات دیگر و نیازهای خاص.

این ترکیبات شیمیایی، همانند یک دستورالعمل استاندارد، ممکن است در تولیدات مختلف یا سفارشات خاص تغییر کنند.

 

خواص مکانیکی

با توجه به اطلاعات ارائه شده، خواص مکانیکی آلیاژ نیمونیک گرید 80A به شرح زیر است :

 

استحکام کششی : 1250 مگاپاسکال یا 181 کیلوپاوند بر اینچ مربع (MPa یا ksi)

تنش تسلیم : 780 مگاپاسکال یا 113 کیلوپاوند بر اینچ مربع (MPa یا ksi)

افزایش طول نسبی : 30 درصد

این خواص مکانیکی نشان‌دهنده‌ی قدرت، انعطاف‌پذیری و توانایی آلیاژ نیمونیک گرید 80A در مقابل تنش‌ها و فشارهای مختلف است.

 

کاربردها

آلیاژ نیمونیک گرید 80A به دلیل خواص مکانیکی برجسته‌اش و مقاومت در برابر خوردگی در محیط‌های مختلف، در صنایع متعدد استفاده می‌شود. برخی از کاربردهای این آلیاژ عبارتند از :

 

صنعت هوافضا : استفاده در ساخت قطعات موتورها، کنترل‌های پرواز، و سایر اجزای کلیدی هواپیماها به دلیل مقاومت بالا در برابر دما و تنش.

 

صنایع نیروگاهی : استفاده در تجهیزات نیروگاه‌های حرارتی و هسته‌ای به علت مقاومت در برابر خوردگی و دما.

 

صنعت نفت و گاز : استفاده در ساخت لوله‌ها، شیرها، و تجهیزات مختلف برای مقابله با شرایط محیطی سخت و خوردگی.

 

صنایع خودروسازی : استفاده در قطعات موتور، ترمینال‌ها، و سیستم‌های تعلیق به دلیل مقاومت در برابر خستگی و خوردگی.

 

صنایع دریایی : استفاده در تجهیزات دریایی مانند کشتی‌ها، سکوهای نفتی، و سیستم‌های زیر آب به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و شرایط دریایی سخت.

 

صنایع فضایی : استفاده در ساخت قطعات فضایی و سیستم‌های فضایی به دلیل مقاومت در برابر دما، تنش، و خوردگی.

 

با توجه به خواص و کاربردهای گسترده‌ای که دارد، آلیاژ نیمونیک گرید 80A یکی از مواد مهم و حیاتی در صنایع مختلف مهندسی و تولید محسوب می‌شود.

 

کاربردهای آلیاژ نیمونیک 80A در زمینه اتومبیل‌های ریسینگ 

آلیاژ نیمونیک گرید 80A به عنوان یک ماده ساختاری با خواص مکانیکی بالا و مقاومت در برابر شرایط سخت دمایی و تنش‌های مختلف، در صنعت اتومبیل‌سازی ریسینگ نیز کاربرد دارد. برخی از کاربردهای این آلیاژ در زمینه اتومبیل‌های ریسینگ عبارتند از:

 

سوپاپ‌ها و خروجی دود ناشی از احتراق : آلیاژ نیمونیک گرید 80A برای ساخت سوپاپ‌ها و قطعات دودکشی از جمله خروجی دود ناشی از احتراق در موتورهای اتومبیل‌های ریسینگ استفاده می‌شود. این قطعات باید مقاومت بالا در برابر دما، فشار، و فرکانس‌های مختلف داشته باشند.

 

بست‌ها :  آلیاژ نیمونیک گرید 80A در ساخت بست‌ها نیز به کار می‌رود. بست‌ها باید تحت فشار و تنش‌های زیاد قرار گیرند و مقاومت بالایی در برابر خستگی و خوردگی داشته باشند که این خواص را آلیاژ نیمونیک گرید 80A به ارمغان می‌آورد.

 

گیربکس خودرو : در بخش‌هایی از گیربکس خودرو که نیاز به مقاومت بالا در برابر فشار، فرکانس‌های متعدد، و دماهای بالا دارند، آلیاژ نیمونیک گرید 80A به کار می‌رود. این آلیاژ می‌تواند به عنوان جزء‌هایی از گیربکس دنده‌ها و قطعات متحرک دیگر در این قسمت از خودرو مورد استفاده قرار گیرد.

 

با استفاده از آلیاژ نیمونیک گرید 80A در این بخش‌های از خودرو، از ویژگی‌های مکانیکی بالا، مقاومت در برابر خوردگی، و مقاومت در برابر شرایط دمایی مختلف بهره‌برداری می‌شود که به بهبود کارایی و پایداری خودرو در شرایط سخت ریسینگ کمک می‌کند.

 

گرید های دیگر آلیاژهای نیمونیک

در زیر نمونه‌هایی از آلیاژهای نیمونیک و ویژگی‌های آن‌ها آورده شده است :

 

آلیاژ نیمونیک 90 :

ویژگی‌ها : این آلیاژ دارای مقاومت بسیار بالا در برابر دما و تنش‌های مکانیکی است. همچنین دارای مقاومت خوبی در برابر خوردگی و خستگی می‌باشد.

کاربردها : صنایع هوافضا، صنایع نیروگاهی، خودروسازی و غیره.

 

آلیاژ نیمونیک 80/20 :

ویژگی‌ها : این آلیاژ دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و اکسیداسیون است. همچنین مقاومت خوبی در برابر دما و تنش‌های مکانیکی دارد.

کاربردها : اتصالات لوله‌های نفتی، صنایع نیروگاهی، مخازن تحت فشار و غیره.

 

آلیاژ نیمونیک 75/25 :

ویژگی‌ها : این آلیاژ دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و خستگی است. همچنین مقاومت خوبی در برابر دما و تنش‌های مکانیکی دارد.

کاربردها : تجهیزات نیروگاهی، صنایع شیمیایی، سیستم‌های آب‌شیرین‌کن و غیره.

 

آلیاژ نیمونیک C-276 :

ویژگی‌ها : این آلیاژ دارای مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی، اکسیداسیون و خستگی است. همچنین مقاومت خوبی در برابر دما و تنش‌های مکانیکی دارد.

کاربردها : صنایع پتروشیمی، پالایشگاه‌ها، سیستم‌های کلرینه‌سازی و غیره.

 

آلیاژ نیمونیک 625 :

ویژگی‌ها : این آلیاژ دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی، اکسیداسیون و خستگی است. همچنین مقاومت خوبی در برابر دما و تنش‌های مکانیکی دارد.

کاربردها : صنایع هوافضا، خودروسازی، صنایع دریایی، سیستم‌های گرمایش و سرمایش و غیره.

این فهرست تنها چند نمونه از آلیاژهای نیمونیک است و هنوز آلیاژهای دیگری نیز وجود دارند که برای نیازهای خاص صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

مقایسه‌ بین آلیاژ نیمونیک گرید 80A و سایر آلیاژهای نیمونیک

با ارائه مقایسه‌ای بین آلیاژ نیمونیک گرید 80A و سایر آلیاژهای نیمونیک، می‌توانیم تفاوت‌ها و ویژگی‌های هرکدام را مشخص کنیم :

 

آلیاژ نیمونیک 90 :

تفاوت : آلیاژ نیمونیک 90 دارای مقاومت بیشتری در برابر دما و تنش‌های مکانیکی است.

کاربردها : آلیاژ نیمونیک 90 بیشتر در صنایعی که نیاز به مقاومت بالا در برابر دما دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد، مانند صنایع هوافضا و صنایع نیروگاهی.

 

آلیاژ نیمونیک 80/20 :

تفاوت: آلیاژ نیمونیک 80/20 دارای مقاومت بیشتری در برابر خوردگی و اکسیداسیون است.

کاربردها: این آلیاژ بیشتر در صنایعی که در معرض خوردگی و اکسیداسیون هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرد، مانند اتصالات لوله‌های نفتی و صنایع نیروگاهی.

 

آلیاژ نیمونیک 75/25 :

تفاوت: آلیاژ نیمونیک 75/25 دارای خواص بالایی در برابر خستگی و خوردگی است.

کاربردها: این آلیاژ بیشتر در صنایعی که نیاز به مقاومت در برابر خستگی و خوردگی دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد، مانند تجهیزات نیروگاهی و صنایع شیمیایی.

 

آلیاژ نیمونیک C-276 :

تفاوت: آلیاژ نیمونیک C-276 دارای مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی، اکسیداسیون و خستگی است.

کاربردها: این آلیاژ بیشتر در صنایعی که با شرایط خوردگی و اکسیداسیون سخت روبرو هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرد، مانند صنایع پتروشیمی و پالایشگاه‌ها.

 

آلیاژ نیمونیک 625 :

تفاوت : آلیاژ نیمونیک 625 دارای خواص بالایی در برابر خوردگی، اکسیداسیون و خستگی است.

کاربردها : این آلیاژ بیشتر در صنایعی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد، مانند صنایع هوافضا و صنایع دریایی.

به طور کلی، هر آلیاژ نیمونیک دارای ویژگی‌ها و کاربردهای منحصر به فرد خود است که بسته به نیازهای خاص صنایع و کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

همه چیز درباره آلیاژ نیمونیک 90

آلیاژ نیمونیک 90

nimonic alloy 90

 

آلیاژ نیمونیک گرید 90 یک آلیاژ متشکل از عناصر نیکل، کروم و کبالت است که در انواع میلگرد، لوله، و ورق تولید می‌شود. این آلیاژ در پیشروی فناوری پدیده‌ی سخت شدن بارشی، تقویت شده و استحکام آن افزایش می‌یابد.

 

معرفی آلیاژ نیمونیک 90 :

این آلیاژ در مقابل خزش و تنش‌های دمای بالا (تا حداکثر 1740 درجه فارنهایت معادل 950 درجه سلسیوس) مقاومت بالایی دارد و می‌تواند عملکرد عالی را در شرایط دمایی و تنشی بالا برای کاربران فراهم کند. کاربردهای این آلیاژ در بخش‌هایی از سازه‌ها که تحت دما و تنش مکانیکی بسیار زیادی قرار دارند، بسیار متنوع است. استحکام و مقاومت بالای این آلیاژ در برابر خوردگی، دماهای بالا، و اکسیداسیون به دلیل حضور عناصر آلومینیوم و تیتانیوم است که به عنوان افزودنی‌ها در فرایند آلیاژسازی به آلیاژ اضافه شده‌اند.

 

آلیاژ نیمونیک گرید 90، یکی از آلیاژهای مهم در صنعت فلزات است که توسط شرکت نیمونیک کورپوریشن (Nickel Corporation) تولید می‌شود. این آلیاژ از عناصر نیکل، کروم، و کبالت تشکیل شده است و برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی، دما، و تنش مکانیکی در شرایط حاکم بر آنها وجود دارد، استفاده می‌شود.

 

تاریخچه آلیاژ نیمونیک گرید 90 به دهه ۱۹۴۰ بازمی‌گردد، زمانی که مواد آلیاژی پایه نیکل مورد توجه بیشتری قرار گرفتند. این آلیاژ به مرور زمان به عنوان یکی از مواد محبوب در صنایع هوافضا، نفت و گاز، دریایی، و خودروسازی شناخته شده است. توسعه و بهبود آلیاژ نیمونیک گرید 90 از طریق تحقیقات متعدد در زمینه مهندسی مواد و فناوری فلزات صورت گرفته است، که به بهبود ویژگی‌های آن منجر شده است.

 

کاربردهای آلیاژ نیمونیک  90

آلیاژ نیمونیک 90 به دلیل خواص مکانیکی برجسته‌ای که دارد، در بسیاری از صنایع و کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از کاربردهای اصلی آن عبارتند از :

 

۱. صنایع هوافضا :

به علت مقاومت بالا در برابر خوردگی و تنش‌های مکانیکی در دماهای بالا، آلیاژ نیمونیک گرید 90 در قطعات موتورهای هواپیما، موشک‌ها، و سیستم‌های فضایی کاربرد دارد.

 

۲. صنایع نفت و گاز :

این آلیاژ به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و دماهای بالا، در تجهیزات حفاری، لوله‌ها و تجهیزات نفت و گاز مانند کلاهک‌های چاه و مبدل‌های حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

۳. صنایع دریایی :

به علت مقاومت بالا در برابر خوردگی و شرایط محیطی سخت در دریا، آلیاژ نیمونیک گرید 90 در قطعات مختلف شامل زیرساخت‌های ناوبری، سیستم‌های تولید نفت و گاز دریایی، و تجهیزات جزر و مد دریایی استفاده می‌شود.

 

۴. صنعت خودروسازی :

در قطعاتی که نیاز به مقاومت بالا در برابر خوردگی، دما و تنش‌های مکانیکی دارند، مانند ترمزها، سیستم‌های تعلیق و دیسک‌های ترمز، از آلیاژ نیمونیک گرید 90 استفاده می‌شود.

 

۵. صنعت فولاد :

در قطعاتی که نیاز به مقاومت بالا و خواص مکانیکی مناسب در دماهای بالا دارند، مانند دیسک‌ها و شفت‌ها، از این آلیاژ استفاده می‌شود.

 

در کل، آلیاژ نیمونیک گرید 90 به دلیل خواص مکانیکی عالی و مقاومت بالا در برابر شرایط دشوار، در صنایع مختلف به عنوان یکی از مواد اصلی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

ترکیبات ششمیایی :

کربن : حداکثر 0.13 درصد

سیلیسیم : حداکثر 1.0 درصد

مس : حداکثر 0.2 درصد

آهن : حداکثر 1.5 درصد

منگنز : حداکثر 1.0 درصد

کروم : حداقل 18.0 و حداکثر 21.0 درصد

تیتانیوم : حداقل 2.0 و حداکثر 3.0 درصد

آلومینیوم : حداقل 1.0 و حداکثر 2.0 درصد

کبالت : حداقل 15.0 و حداکثر 21.0 درصد

بور : حداکثر 0.02 درصد

سولفور : حداکثر 0.015 درصد

سرب : حداکثر 0.0020 درصد

زیرکونیوم : حداکثر 0.15 درصد

نیکل : متوازن

 

ویژگی‌های مکانیکی

ویژگی‌های مکانیکی از جمله خصوصیاتی هستند که خصوصیت‌های مکانیکی مواد را توصیف می‌کنند. این ویژگی‌ها شامل تنش تسلیم، استحکام کششی، مدول کششی، تنش کشسانی و تغییر شکل است. به طور خاص، در مورد آلیاژ نیمونیک گرید 90، ویژگی‌های مکانیکی زیر را می‌توان بیان کرد:

 

تنش تسلیم : در دمای 20 درجه سلسیوس (68 درجه فارنهایت)، تنش تسلیم (0.1 درصد) برابر با 729 مگاپاسکال و تنش تسلیم (0.2 درصد) برابر با 752 مگاپاسکال است.

 

استحکام کششی : در همان دما، استحکام کششی برابر با 1175 مگاپاسکال است.

 

افزایش طول نسبی : طول نسبی در دمای 20 درجه سلسیوس با افزایش 30 درصدی مواجه می‌شود.

 

ضریب کاهش مقطع : این آلیاژ در همان دما با ضریب کاهش مقطع 47 درصد روبرو است.

 

این ویژگی‌ها به طور کلی می‌توانند در فهم رفتار مکانیکی و عملکرد آلیاژ نیمونیک گرید 90 در شرایط مختلف مورد استفاده قرار گیرند.

 

 ویژگی‌های مکانیکی

ویژگی‌های مکانیکی آلیاژ نیمونیک گرید 90 شامل موارد زیر می‌شود :

 

تنش تسلیم (0.1 درصد) : 729 مگاپاسکال (106000 psi)

تنش تسلیم (0.2 درصد) : 752 مگاپاسکال (109000 psi)

استحکام کششی : 1175 مگاپاسکال (107000 psi)

افزایش طول نسبی : 30 درصد

ضریب کاهش مقطع : 47 درصد

این ویژگی‌ها نشان‌دهنده‌ی مقاومت و تحمل آلیاژ نیمونیک گرید 90 در برابر تنش‌های مختلف مکانیکی است، که آن را به یک ماده‌ی بسیار مطمئن و قابل اعتماد برای برنامه‌های مختلف صنعتی می‌کند.

 

قابلیت ماشین‌کاری و شکل‌پذیری :

آلیاژ نیمونیک گرید 90 پس از عملیات حرارتی، قابلیت تحت عملیات ماشین‌کاری قرار می‌گیرد. ماشین‌کاری این آلیاژ با استفاده از روش‌های معمول و با کمک مواد خنک‌کننده انجام می‌شود. توجه داشته باشید که در صورتی که قطعه کار را تحت فعالیت‌هایی قرار دهید که ماشین‌کاری با سرعت بالا انجام می‌شود (مانند فرزکاری، تراشکاری و سنگ‌زنی)، حتماً باید از آب (به عنوان مایع خنک‌کننده) استفاده کنید. از طرف دیگر، در هنگام تراشی داخلی، سوراخکاری و قلاویززنی، نیاز به یک روان‌کننده قوی و موثر دارید. همچنین، شکل و فرم آلیاژ نیمونیک گرید 90 را می‌توان با استفاده از روش‌های معمولی تغییر داد.

 

 

شرایط و ضوابط جوشکاری آلیاژ نیمونیک گرید 90 :

 

روش جوشکاری :

می‌توان از روش‌های جوشکاری معمولی مانند جوشکاری با الکترودهای محوری، جوشکاری TIG (Tungsten Inert Gas) و MIG (Metal Inert Gas) برای جوشکاری این آلیاژ استفاده کرد. همچنین، جوشکاری با استفاده از روش های فشار آمیخته و جوشکاری با لیزر نیز ممکن است مناسب باشد.

 

پیش‌آماده سطح :

قبل از جوشکاری، سطح قطعات باید به دقت تمیز شده و از هرگونه آلاینده‌ها و روغن‌ها پاک شود.

 

انتخاب فلز جوشکاری :

برای جوشکاری آلیاژ نیمونیک گرید 90، الکترودها و مواد جوشکاری باید با دقت انتخاب شوند تا اتصالات مطلوبی بوجود آید.

 

شرایط جوشکاری :

فشار، دما، جریان الکتریکی و سرعت جریان گاز حفاظتی باید با دقت کنترل شوند تا جوش‌های با کیفیتی تولید شود.

 

حرارت پس‌آماده :

پس از انجام عملیات جوشکاری، ممکن است نیاز به انجام عملیات حرارتی برای کاهش تنش‌های داخلی و بهبود خواص مکانیکی باشد. این عملیات معمولاً شامل حرارت دهی و تبرید کنترل شده است.

 

آزمون‌های نهایی :

پس از جوشکاری و عملیات حرارتی، اتصالات باید تحت آزمون‌های نهایی مانند آزمون هیدرواستاتیکی، آزمون فرکشن، و آزمون تخریبی بررسی شوند تا مطمئن شوید که خواص مورد نیاز برآورده شده‌اند.

 

در نهایت، از رعایت اصول جوشکاری مناسب و استفاده از تجهیزات و مواد مناسب مطمئن شوید تا جوشکاری آلیاژ نیمونیک گرید 90 به بهترین نتیجه ممکن برسد و خواص مکانیکی مطلوبی داشته باشد.

 

 

رسانایی گرمایی در دماهای مختلف :

 

در دمای 20 درجه سلسیوس (68 درجه فارنهایت) : 11.47 وات بر متر بر درجه سلسیوس (80.46 Btu در اینچ بر مجذور فوت بر ساعت بر درجه فارنهایت)

در دمای 500 درجه سلسیوس (932 درجه فارنهایت) : 18.97 وات بر متر بر درجه سلسیوس (133.07 Btu در اینچ بر مجذور فوت بر ساعت بر درجه فارنهایت)

در دمای 1000 درجه سلسیوس (1832 درجه فارنهایت) : 27.88 وات بر متر بر درجه سلسیوس (195.58 Btu در اینچ بر مجذور فوت بر ساعت بر درجه فارنهایت)

 

جزئیات کشش برای آلیاژ نیمونیک  90

جزئیات کشش برای آلیاژ نیمونیک گرید 90 در دمای 20 درجه سلسیوس (68 درجه فارنهایت) به شرح زیر است :

 

تنش تسلیم (0.1 درصد) : 729 مگاپاسکال (106000 ksi)

تنش تسلیم (0.2 درصد) : 752 مگاپاسکال (109000 ksi)

استحکام کششی : 1175 مگاپاسکال (107000 ksi)

افزایش طول نسبی : 30 درصد

ضریب کاهش مقطع : 47 درصد

 

قیمت و خرید آلیاژ نیمونیک 90


برای خرید آلیاژ نیمونیک 90 و اطلاع از قیمت‌ها و موجودی‌های موجود، می‌توانید با شماره‌های تماس موجود بر روی سایت گروه صنعتی تتنا تماس بگیرید و از مشاوره رایگان با کارشناسان استفاده کنید. به دلیل نوسانات در قیمت دلار و محدودیت‌های موجود در بازار، تامین این نوع آلیاژ ممکن است نیازمند مشاوره حرفه‌ای باشد. گروه صنعتی تتنا نیز می‌تواند از طریق واردات از اروپا، این آلیاژ را برای شما تهیه کند.

 

گریدهای معروف آلیاژ نیمونیک

آلیاژ نیمونیک گرید 90 یکی از گریدهای مهم آلیاژهای نیمونیک است، اما علاوه بر این، آلیاژهای دیگری نیز وجود دارند که هرکدام دارای ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود هستند.
برخی از گریدهای معروف آلیاژ نیمونیک عبارتند از:

 

آلیاژ نیمونیک گرید 80A :

این آلیاژ دارای مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی و حرارت بالا است و در صنایع هوافضا، نفت و گاز، و صنایع دریایی استفاده می‌شود.

 

آلیاژ نیمونیک گرید 75:

این آلیاژ دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و حرارت بالا است و به عنوان یک آلیاژ سوپرالاستیک در برخی از کاربردهای پیشرفته مانند صنایع هوافضا و صنایع دریایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

آلیاژ نیمونیک گرید C-276 :

این آلیاژ دارای مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی شیمیایی و حرارت بالا است و در صنایع پردازش شیمیایی، پتروشیمی، و صنایع دریایی استفاده می‌شود.

 

آلیاژ نیمونیک گرید K-500 :

این آلیاژ دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و فشار است و در کاربردهایی مانند صنایع دریایی، صنایع هوافضا، و صنایع پردازش شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

هر یک از این گریدها دارای ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود هستند و بسته به نیازهای مشخص صنایع، انتخاب می‌شوند.

 

مقایسه آلیاژ نیمونیک گرید 90 با گریدهای دیگر

در زیر چند گرید دیگر از آلیاژ نیمونیک آورده شده است که با آلیاژ نیمونیک گرید 90 مقایسه می‌شوند :

 

آلیاژ نیمونیک گرید 80A :

مقایسه: هر دو آلیاژ دارای مقاومت بالا در برابر دما و خوردگی هستند، اما گرید 80A ممکن است دارای استحکام و خواص مکانیکی کمی پایین‌تر باشد.

 

آلیاژ نیمونیک گرید 75 :

مقایسه :

هر دو آلیاژ دارای استحکام و مقاومت بالا در برابر دما و خوردگی هستند، اما گرید 75 معمولاً استفاده می‌شود در برنامه‌هایی که نیاز به انعطاف‌پذیری بیشتری دارند.

 

آلیاژ نیمونیک گرید C-276 : 

مقایسه :

گرید C-276 دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی شیمیایی است و در برخی از محیط‌های شیمیایی بکار می‌رود. اما گرید 90 معمولاً برای کاربردهای با دماهای بالا مناسب‌تر است.

 

آلیاژ نیمونیک گرید K-500 :

مقایسه :

هر دو آلیاژ دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و فشار هستند، اما گرید K-500 معمولاً در برنامه‌هایی با فشار دینامیکی بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

هر یک از این گریدها ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند و انتخاب بین آنها بسته به نیازهای خاص هر کاربرد و شرایط محیطی انجام می‌شود.

 

معایب

معایب آلیاژ نیمونیک گرید 90 و سایر آلیاژهای نیمونیک می‌تواند به عنوان زیر بیان شود :

 

هزینه : یکی از معایب اصلی استفاده از آلیاژهای نیمونیک، از جمله گرید 90، هزینه‌ی بالای تهیه و پرداخت آنها است. این آلیاژها به دلیل ترکیبات ویژه و خصوصیات منحصر به فرد، هزینه‌ی بالایی برای خرید و تولید دارند.

 

سختی در فرآیند ساخت : فرآیند تولید و فرم‌دهی آلیاژهای نیمونیک، از جمله گرید 90، نیازمند تجهیزات و فرآیندهای خاص و پیچیده است که ممکن است باعث افزایش هزینه و زمان تولید شود.

 

دشواری در ماشین‌کاری : برخی از آلیاژهای نیمونیک، به دلیل سختی و مقاومت بالا، دشواری در ماشین‌کاری و فرآیند‌های مکانیکی دیگر را افزایش می‌دهند که ممکن است باعث افزایش هزینه و زمان تولید شود.

 

محدودیت در تولید حجم بزرگ : برای تولید قطعات بزرگ به کاربردهای صنعتی، ممکن است محدودیت‌هایی وجود داشته باشد، زیرا فرآیند تولید آلیاژهای نیمونیک در این مقیاس معمولاً دشوارتر است.

 

حساسیت به شرایط محیطی : برخی از آلیاژهای نیمونیک ممکن است حساسیت بیشتری به شرایط محیطی داشته باشند، مانند حساسیت به دما، خوردگی، و شرایط شیمیایی، که نیاز به مراقبت و نگهداری خاصی دارند.

 

به طور کلی، استفاده از آلیاژهای نیمونیک از جمله گرید 90، با مزایا و معایب خاص خود همراه است که لازم است قبل از استفاده به دقت ارزیابی شوند.

لوله کاپرنیکل 90/10 چیست؟

لوله کاپرنیکل 90/10

90/10 capernickel

 

پوشش لوله‌های کاپرنیکل 90/10 به آلیاژ مس-نیکل با ترکیب 90 درصد مس و 10 درصد نیکل اشاره دارد. این آلیاژ یکی از آلیاژهای مشهور در صنعت فلزات است و برای خواص خاصی که دارد، به ویژه مقاومت به خوردگی در محیط‌های دریایی، در ساخت لوله‌ها و تجهیزات دریایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در محیط‌های شور و دریایی، لوله‌ها و تجهیزات باید توانایی مقابله با خوردگی و تأثیرات محیط دریایی را داشته باشند. آلیاژ کاپرنیکل 90/10 به دلیل مقاومت خود در برابر خوردگی، تشکیل پوکهای خوردگی (پیتینگ)، و انجام کار در شرایط محیط دریایی سخت، در این حوزه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

معمولاً لوله‌های کاپرنیکل 90/10 در سیستم‌های سرمایش و گرمایش دریاچه‌ها، نیروگاه‌های نیروی دریایی، سیستم‌های تصفیه آب دریا و سایر برنامه‌های مرتبط با دریاها و اقیانوس‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آلیاژ کاپرنیکل 90/10 به عنوان یک آلیاژ مس-نیکل به ویژه برای کاربردهای دریایی و صنایع مرتبط با دریا شناخته شده است. این آلیاژ به عنوان یک جایگزین مقرون به صرفه برای فولادهای مقاوم به خوردگی در محیط‌های دریایی به ویژه در دهه‌های اخیر بیشتر به کار گرفته شده است.

برخی از مهمترین ویژگی‌های این آلیاژ شامل مقاومت به خوردگی در محیط‌های دریایی، مقاومت مکانیکی مناسب، و هدایت حرارتی خوب است. کاربردهای اصلی آلیاژ کاپرنیکل 90/10 در صنایع مرتبط با دریا شامل تولید لوله‌ها و تجهیزات سیستم‌های گرمایش و سرمایش دریاچه‌ها، نیروگاه‌های دریایی، سیستم‌های تصفیه آب دریا، و سایر برنامه‌های مشابه می‌باشد.

در مجموع، آلیاژ کاپرنیکل 90/10 به عنوان یک ماده ساختاری مقاوم در محیط‌های دریایی و شرایط سخت محیطی شناخته شده است و در زمینه‌های مختلف صنعتی به کار می‌رود.

 

کاربرد ها

آلیاژ کاپرنیکل 90/10 به دلیل خواص خاصی که دارد، در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از کاربردهای این آلیاژ عبارتند از:

 

صنایع دریایی :

لوله‌ها و تجهیزات کاپرنیکل 90/10 به دلیل مقاومت بالا به خوردگی در محیط‌های دریایی، برای ساخت سیستم‌های سرمایش و گرمایش دریاچه‌ها، نیروگاه‌های نیروی دریایی، سیستم‌های تصفیه آب دریا و سایر برنامه‌های مشابه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

صنایع نفت و گاز :

در سیستم‌های اکتشاف، استخراج، و انتقال نفت و گاز، از لوله‌ها و تجهیزات کاپرنیکل 90/10 به عنوان مواد مقاوم در برابر شرایط فشار و خوردگی استفاده می‌شود.

 

تولید انرژی :

در صنعت تولید انرژی، از آلیاژ کاپرنیکل 90/10 برای ساخت لوله‌ها و تجهیزات سیستم‌های گرمایش و سرمایش استخرها و تجهیزات مرتبط استفاده می‌شود.

 

صنایع شیمیایی :

برخی از فرایندهای صنایع شیمیایی نیاز به مقاومت به خوردگی و شرایط سخت است. کاپرنیکل 90/10 ممکن است در تجهیزاتی که در این صنایع استفاده می‌شود، نقش داشته باشد.

 

تولید آب شیرین :

در سیستم‌های تصفیه آب شور به آب شیرین، کاپرنیکل 90/10 به عنوان یک ماده مقاوم به خوردگی در تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

این فهرست تنها یک نمونه از کاربردهای آلیاژ کاپرنیکل 90/10 است، و این آلیاژ ممکن است در صنایع دیگر نیز برای مقاصد خاص استفاده شود.

 

ویژگی‌های آلیاژ کاپرنیکل 90/10

آلیاژ کاپرنیکل 90/10 دارای ویژگی‌هایی است که آن را برای کاربردهای خاصی، به خصوص در محیط‌های دریایی، مناسب می‌کند. برخی از ویژگی‌های اصلی این آلیاژ عبارتند از:

 

مقاومت به خوردگی : یکی از ویژگی‌های برجسته کاپرنیکل 90/10، مقاومت به خوردگی در محیط‌های دریایی است. این ویژگی آن را برای ساخت لوله‌ها و تجهیزات در صنایع دریایی مناسب می‌کند.

 

مقاومت مکانیکی : کاپرنیکل 90/10 دارای استحکام مکانیکی مناسبی است، که آن را برای استفاده در شرایط با فشار و نیروهای مکانیکی مختلف مناسب می‌سازد.

 

هدایت حرارتی : آلیاژ کاپرنیکل 90/10 هدایت حرارتی خوبی دارد، که این ویژگی آن را برای استفاده در سیستم‌های گرمایش و سرمایش مناسب می‌کند.

 

تشکیل پوکهای خوردگی (پیتینگ) : کاپرنیکل 90/10 به دلیل مقاومت به خوردگی به خصوص در برابر پوکهای خوردگی یا پیتینگ مقاوم است.

 

مقاومت به دماهای بالا : آلیاژ کاپرنیکل 90/10 در مواجه با دماهای بالا نیز مقاومت نشان می‌دهد، که آن را برای برخی از کاربردها در شرایط دمایی خاص مناسب می‌کند.

 

عدم حساسیت به هیدروژن : این آلیاژ به دلیل عدم حساسیت به هیدروژن، در محیط‌هایی که حضور هیدروژن ممکن است، قابل استفاده است.

 

خواص الکتریکی : کاپرنیکل 90/10 دارای خواص الکتریکی مناسبی است که می‌تواند در برخی از سیستم‌ها به عنوان یک مواد هدایت‌کننده الکتریک مورد استفاده قرار گیرد.

 

مهمترین کاربرد‌های این آلیاژ در صنایع دریایی، صنعت نفت و گاز، تولید انرژی، و سیستم‌های تصفیه آب دریاست.

 

 

ترکیب شیمیایی :

آلیاژ کاپرنیکل 90/10 ترکیب شیمیایی زیر را دارد :

 

مس (Cu) : حدود 90 درصد

نیکل (Ni) : حدود 10 درصد

 

خواص مکانیکی :

ویژگی‌های مکانیکی مهم برای آلیاژ کاپرنیکل 90/10 ممکن است با تراکم و فرآیند حرارتی تغییر کنند. در حالت استاندارد (بدون فرآیند حرارتی خاص)، خواص مکانیکی ممکن است به شرح زیر باشد:

 

استحکام تسلیم (Yield Strength) : حدود 220 MPa

استحکام کششی (Tensile Strength) : حدود 310 MPa

اندازه‌گیری تراکم (Elongation) : حدود 30 درصد

این خواص مکانیکی می‌توانند بسته به شرایط و فرآیند تولید تغییر کنند. برای دقت بیشتر، ممکن است به مشخصات فنی خاص هر تولید کننده یا استانداردهای صنعتی مرتبط مراجعه شود.

 

فرایند تولید

فرایند تولید آلیاژ کاپرنیکل 90/10 معمولاً شامل چند مرحله اصلی است. این مراحل عبارتند از :

جمع‌آوری مواد اولیه :

مس با درصد معین (حدود 90 درصد) و نیکل به ترتیب به عنوان فلز اصلی و عنصر افزودنی برای تشکیل آلیاژ تهیه می‌شود.

 

آمیختن مواد :

مس و نیکل به مقادیر مشخصی با یکدیگر آمیخته می‌شوند. این مرحله به منظور دستیابی به ترکیب شیمیایی صحیح آلیاژ انجام می‌شود.

 

انجام فرآیند حرارتی :

آلیاژ در یک مرحله حرارتی خاص تحت تأثیر دماهای بالا قرار می‌گیرد. این فرآیند ممکن است شامل ترمالیزه (آنیل) و یا دیگر فرآیندهای حرارتی باشد که به تنظیم خواص مکانیکی و میکروساختار آلیاژ کمک می‌کند.

 

شکل‌دهی :

پس از انجام فرآیند حرارتی، آلیاژ به شکل‌دهی می‌پردازد. این مرحله شامل فرآیندهایی نظیر گرم‌کاری، کویلینگ (رولینگ)، کشیدن، یا دیگر فرآیندهای شکل‌دهی است.

 

تراشکاری و پردازش‌های نهایی :

قطعات نهایی یا محصولات تولید شده ممکن است به عنوان لوله‌ها، ورق‌ها، نوارها یا قطعات دیگر تراش‌شده و پردازش شوند. این مرحله ممکن است شامل فرآیندهای تراشکاری، خم‌کاری، جوشکاری و سایر پردازش‌های نهایی باشد.

به طور کلی، فرآیند تولید کاپرنیکل 90/10 با دقت بالا و به کمک فناوری‌های مدرن انجام می‌شود تا خواص مکانیکی و شیمیایی مطابق با استانداردها و نیازهای کاربردی تأمین شود.


عملیات حرارتی از جمله ترمالیزه و آنیل (Annealing) می‌تواند برای بهبود خواص مکانیکی و ساختار داخلی آلیاژ کاپرنیکل 90/10 انجام شود.

 

ترمالیزه (Annealing) :

هدف :

کاهش تنشهای داخلی

بهبود قابلیت شکل‌دهی

افزایش خواص مکانیکی

فرآیند :

آلیاژ به دمایی بین 600-800 درجه سانتی‌گراد (بر حسب سانتی‌گراد) گرم‌کرده و سپس به آرامی خنک می‌شود.

این فرآیند باعث می‌شود که دانه‌های فلزی در ساختار آلیاژ بازتر و یکنواخت‌تر شوند.

استفاده :

برای بهبود خواص مکانیکی، کاهش تنشها و افزایش انعطاف‌پذیری.

 

آنیل کردن (Normalizing) :

هدف :

کاهش تنشهای داخلی

افزایش خواص مکانیکی

فرآیند :

آلیاژ به دمایی بالاتر از دمای ترمالیزه گرم‌کرده می‌شود (حدود 800-1000 درجه سانتی‌گراد) و سپس به صورت یکنواخت خنک می‌شود.

استفاده :

برای بهبود خواص مکانیکی، به خصوص استحکام و سختی.

ترمالیزه و آنیل کردن به عنوان فرآیندهای حرارتی معمولاً در صنایع مختلف برای بهبود خواص مکانیکی، استحکام، و انعطاف‌پذیری آلیاژهای فلزی استفاده می‌شوند. موارد خاص هر فرآیند بستگی به نیازهای خاصی که در کاربردهای مختلف ممکن است داشته باشید، دارد.

 

گریدهای مختلف آلیاژهای کاپرنیکل


آلیاژهای کاپرنیکل مختلف با ترکیب‌های شیمیایی متفاوتی و با گریدهای مختلف در بازار موجود هستند. گریدها بر اساس خصوصیات شیمیایی و مکانیکی آلیاژ تعیین می‌شوند.
در زیر، چند گرید معروف از آلیاژهای کاپرنیکل آورده شده است :

 

کاپرنیکل 70/30

CuproNickel 70/30 (CuNi 70/30) :

مس : حدود 70 درصد

نیکل : حدود 30 درصد

این گرید از آلیاژهای کاپرنیکل با محتوای بیشتر نیکل است و برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت به خوردگی و اصطکاک بالا استفاده می‌شود.

 

کاپرنیکل 80/20

CuproNickel 80/20 (CuNi 80/20) :

مس : حدود 80 درصد

نیکل : حدود 20 درصد

این گرید نیز از آلیاژهای کاپرنیکل با محتوای بیشتر مس است و در برخی کاربردها برای مقاومت به خوردگی و استحکام مکانیکی مناسب استفاده می‌شود.

 

کاپرنیکل 66/30/2

CuproNickel 66/30/2 (CuNi 66/30/2) :

مس : حدود 66 درصد

نیکل : حدود 30 درصد

منگنز : حدود 2 درصد

این گرید با افزودن منگنز به ترکیب، خصوصیات مکانیکی آلیاژ را بهبود می‌بخشد و مقاومت به خوردگی را افزایش می‌دهد.

هر یک از این گریدها برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند و انتخاب گرید مناسب بستگی به نیازهای کاربردی دارد. همچنین، استانداردهای مختلفی برای آلیاژهای کاپرنیکل وجود دارند که خصوصیات و ویژگی‌های مشخصی را تعیین می‌کنند.

 

مقایسه لوله‌های کاپرنیکل 90/10 با سایر گریدهای آلیاژ کاپرنیکل


لوله‌های کاپرنیکل 90/10 با سایر گریدهای آلیاژ کاپرنیکل مانند 70/30 و 80/20 در اصولاً چند ویژگی مهم مقایسه می‌شوند.
در زیر، یک مقایسه سطحی بین لوله‌های کاپرنیکل 90/10 و گریدهای دیگر آلیاژ کاپرنیکل ارائه شده است:

کاپرنیکل 90/10

CuproNickel 90/10 (CuNi 90/10) :

مس : حدود 90 درصد

نیکل : حدود 10 درصد

این آلیاژ به دلیل محتوای بیشتر مس، مقاومت به خوردگی و خواص مکانیکی بهتری نسبت به گریدهای با محتوای بیشتر نیکل از خود نشان می‌دهد.

 

کاپرنیکل 70/30

CuproNickel 70/30 (CuNi 70/30) :

مس : حدود 70 درصد

نیکل : حدود 30 درصد

این آلیاژ دارای محتوای بیشتر نیکل است که موجب مقاومت به خوردگی بالاتر در محیط‌های دریایی می‌شود. اما، استحکام مکانیکی آن کمتر از 90/10 است.

 

کاپرنیکل 80/20

CuproNickel 80/20 (CuNi 80/20) :

مس : حدود 80 درصد

نیکل : حدود 20 درصد

این آلیاژ در مقایسه با 90/10 نیز مقاومت به خوردگی بالایی دارد و در برخی از کاربردها می‌تواند مناسب باشد.

هر یک از این گریدها بر اساس نیازهای خاص در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. مثلاً، اگر مقاومت به خوردگی در محیط‌های دریایی یا خواص مکانیکی بالا اهمیت بیشتری داشته باشد، انتخاب بین گریدهای مختلف به نظر می‌رسد. همچنین، استانداردها و مشخصات فنی مربوط به هر یک از این گریدها نیز باید در نظر گرفته شود.

 

معایب آلیاژ کاپرنیکل 90/10

هر گونه مواد و آلیاژهای فلزی، از جمله کاپرنیکل 90/10، دارای مزایا و معایبی هستند. در مورد معایب آلیاژ کاپرنیکل 90/10 می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  1. قیمت نسبتاً بالا: آلیاژ کاپرنیکل 90/10 از مس و نیکل با درصدهای مشخص تشکیل شده است و به عنوان یک آلیاژ خاص، قیمت نسبتاً بالایی دارد که ممکن است در مقایسه با سایر فلزات، هزینه‌های پروژه را افزایش دهد.
  2. سختی در پردازش: این آلیاژ به دلیل محتوای نسبتاً بالای مس، ممکن است در فرآیندهای پردازش (مانند خم کاری یا شکل‌دهی) نسبت به برخی فلزات دیگر سخت‌تر باشد.
  3. حساسیت به افزودنی‌ها: حضور برخی افزودنی‌ها و اجزاء دیگر ممکن است بر خواص مکانیکی و خوردگی این آلیاژ تأثیر بگذارد.
  4. استفاده محدود در برخی شرایط خاص: برخی از شرایط خاص مانند دماهای بسیار بالا یا مواد شیمیایی خاص ممکن است باعث محدودیت استفاده از این آلیاژ شود.
  5. حساسیت به تراکم هیدروژن : این آلیاژ ممکن است در برخی موارد به تراکم هیدروژن حساس باشد و برای جلوگیری از آن، نیاز به مدیریت دقیق فرآیندهای تولید دارد.

توجه داشته باشید که معایب فوق برخی از چالش‌های معمول در تمام آلیاژها و فلزات مشابه را نمایان می‌کنند و در مورد هر مورد خاصی، شرایط و نیازهای کاربردی باید به دقت مورد بررسی قرار گیرد.

 

آلیاژ مونل چیست و انواع آن کدام است؟

آلیاژ مونل

Monel alloy

آلیاژ مونل چیست؟

مونل‌ها (به انگلیسی: Monel) گروهی از آلیاژهای نیکل‌اند که از دو فلز نیکل و مس تشکیل شده‌اند همچنین مقادیر کمی از آهن، منگنز، کربن و سیلیسیم نیز در آنها یافت می‌شود.¹
این آلیاژها به دلیل مقاومت بالای خود در برابر خوردگی شیمیایی، آب نمک، اسیدها و محلول‌های قلیایی، در صنایع نفت، دریایی و شیمیایی کاربرد دارند. برخلاف نظرات عام، آلیاژ مونل خطرناک نبوده و با رعایت اصول ساخت و جوشکاری مناسب، محصولات با کارایی بالا و قابل حمل را تولید می‌کند.

 

انواع تجاری مونل عبارتند از :

مونل ۴۰۰ : این آلیاژ حدود ۶۵ تا ۷۰ درصد نیکل و ۲۰ تا ۲۹ درصد مس دارد. این آلیاژ در کاربردهای دریایی، شیمیایی و فراوری هیدروکربنها استفاده می‌شود.

مونل ۴۰۱ : این آلیاژ برای استفاده در کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی تخصصی طراحی شده‌است. این آلیاژ به راحتی توسط جوشکاری تنگستن گاز خنثی جوش داده می‌شود. همچنین این آلیاژ برای لحیمکاری نیز مناسب است.

مونل ۴۰۴ : این آلیاژ در درجه اول در کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی تخصصی استفاده می‌شود. ترکیب و نسبت عناصر داخل این آلیاژ با دقت بالایی تعیین شده تا دمای نقطه کوری پایین، نفوذپذیری کم و ویژگی لحیمکاری مناسبی را فراهم کند.

مونل ۴۰۵ : این آلیاژ یک نوع مونل ۴۰۰ است که برای ساخت دریچه‌ها و پمپ‌هایی که در محیط‌های خورنده کار می‌کنند، مناسب است. این آلیاژ دارای مقدار بیشتری گوگرد است که باعث می‌شود ماشینکاری آن آسان‌تر باشد.

مونل K-500 : این آلیاژ یک نوع مونل ۴۰۰ است که با افزودن آلومینیوم و تیتانیوم به آن، مقاومت و سختی آن افزایش می‌یابد. این آلیاژ در کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و سایش دارند، مانند ساخت توربین‌ها، پیچ‌ها، مهره‌ها و چرخ‌دنده‌ها استفاده می‌شود.

 

توضیحات تکمیلی :

 

مونل 400

مونل ۴۰۰ یک نوع سوپرآلیاژ است که از نیکل و مس تشکیل شده است. این آلیاژ دارای خواص فوق‌العاده در برابر خوردگی، شکلپذیری و هدایت حرارت است. مونل ۴۰۰ در صنایع دریایی، صنایع شیمیایی و فراوری هیدروکربنها کاربرد دارد. بخش عمده از آلیاژ ۴۰۰ در واحدهای آلکلاسین استفاده می‌شود. این آلیاژ در قسمت‌های دورافتاده از هیدروفلورین‌های اسید هستند به کار میرود.آلیاژ مونل 400 یکی از آلیاژهایی است که مقاومت بالایی در برابر اسید هیدروفلوریک و فلورین دارد. این خاصیت برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی دارند، مهم است.

آلیاژ مونل 400 همچنین دارای مقاومت به خوردگی تنشی کلرایدی (Chloride Stress Corrosion Cracking) بسیار مناسبی دارد که ناشی از درصد بالای نیکل در ترکیب آن است. این خاصیت برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر آب دریا و نمک‌های بازی دارند، مناسب است.

آلیاژ مونل 400 حفظ مقاومت مکانیکی خود را در گستره وسیع دمایی از فوق سرد (کرایوژنیک) تا 550 درجه سانتی گراد می‌کند. این خاصیت برای کاربردهایی که نیاز به استحکام بالا در دماهای مختلف دارند، مفید است.

مونل 401

آلیاژ مونل ۴۰۱ یک نوع سوپرآلیاژ است که از نیکل و مس تشکیل شده است. این آلیاژ دارای خواص فوق‌العاده در برابر خوردگی، شکلپذیری و هدایت حرارت است. مونل ۴۰۱ در صنایع الکترونیک و الکترونیک تخصصی کاربرد دارد. بخش عمده از آلیاژ ۴۰۱ در واحدهای آلکلاسین استفاده می‌شود. این آلیاژ در قسمت‌های دورافتاده از هیدروفولورین‌های اسید هستند به کار میرود. این آلیاژ به راحتی توسط جوشکاری تنگستن گاز خنثی جوش داده می‌شود. همچنین این آلیاژ برای لحیمکاری نیز مناسب است.

آلیاژ مونل 401 تحت پوشش استاندارد UNS N04401 قرار دارد. این استاندارد توسط سازمان استاندارد سازی آمریکا (ASTM) تعریف شده‌است. این استاندارد شامل مشخصات شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی آلیاژ مونل 401 است.

همانطور که در بالا گفتیم آلیاژ مونل 401 دارای خواص فوق‌العاده در برابر خوردگی، شکلپذیری و هدایت حرارت است. این آلیاژ در صنایع الکترونیک و الکترونیک تخصصی کاربرد دارد.

برخی از کاربردهای آلیاژ مونل 401 عبارتند از :

 

  • ساخت قطعات الکترونیکی مانند ترانزیستورها، دیودها، مقاومت‌ها و خازن‌ها
  • ساخت سیم‌ها و نوارهای الکتریکی برای اتصال قطعات الکترونیکی
  • ساخت سنسورها و ترموکوپل‌ها برای اندازه‌گیری دما و جریان الکتریکی
  • ساخت الکترودها و الکترولیت‌ها برای باتری‌ها و خلاءهای الکتریکی
  • ساخت آنتن‌ها و موجبرها برای ارتباطات رادیویی و ماهواره‌ای

 

مونل 404

مونل 404 یک سوپرآلیاژ با ترکیب نیکل و مس است که برای کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی مناسب است. این سوپرآلیاژ دارای خواص مکانیکی بالا در دمای های پایین و بالا است و مقاوم به خوردگی در تماس با آب، اسید هیدرو فلوئوریک و نمک های قلیایی است. این سوپرآلیاژ نوع توسعه 400 مونل است که پس از عمل حرارت پیرسخت تا حد قابل ملاحظه افزایش مقاومت به خوردگي دارد.

آلیاژ ۴۰۴ یکی از آلیاژهایی است که ترکیب شیمیایی آن به گونه‌ای تنظیم شده است که دمای نقطه کوری آن پایین باشد. نقطه کوری یک ماده، دمایی است که در آن ماده از حالت مغناطیسی به حالت غیرمغناطیسی تبدیل می‌شود. این خاصیت برای کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی مهم است، زیرا مواد غیرمغناطیسی از اختلالات مغناطیسی جلوگیری می‌کنند

آلیاژ ۴۰۴ همچنین دارای نفوذپذیری کم و ویژگی‌های لحیم کاری خوبی است. نفوذپذیری یک ماده، میزانی است که ماده می‌تواند میدان مغناطیسی را در خود ایجاد کند. مواد با نفوذپذیری کم، میدان مغناطیسی را کمتر تغییر می‌دهند و برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالا دارند، مناسب هستند. ویژگی‌های لحیم کاری خوب یک ماده، شامل قابلیت اتصال با مواد دیگر، مقاومت در برابر خوردگی و تغییر شکل، و توزیع یکنواخت حرارت هستند. این خاصیت‌ها برای ایجاد اتصالات محکم و مطمئن در قطعات الکترونیکی ضروری هستند.

 

مونل 405

آلیاژ مونل 405 یک نوع مونل 400 است که برای ساخت دریچه‌ها و پمپ‌هایی که در محیط‌های خورنده کار می‌کنند، مناسب است. این آلیاژ دارای مقدار بیشتری گوگرد است که باعث می‌شود ماشینکاری آن آسان‌تر باشد.

آلیاژ مونل 405 تحت پوشش استاندارد UNS N04405 قرار دارد و توسط استانداردهای ASME SB-164 و ASTM B-164 پوشش داده شده است. این آلیاژ حدود ۶۶ درصد نیکل، ۳۱ درصد مس، ۲ درصد آهن، ۱.۵ درصد منگنز، ۰.۳ درصد کربن، ۰.۲ درصد سیلیکون و ۰.۰۳۵ درصد گوگرد دارد.

آلیاژ مونل 405 دارای خواص فیزیکی و مکانیکی مشابه با مونل 400 است، اما با این تفاوت که مقاومت به خوردگی آن در برابر اسیدهای آلی و محلول‌های قلیایی کمتر است. این آلیاژ در دمای اتاق دارای مقاومت کششی ۵۵۰ مگاپاسکال، مقاومت فشاری ۷۵۰ مگاپاسکال، مقاومت خمشی ۵۰۰ مگاپاسکال، کشسانی ۲۰۰ گیگاپاسکال و ضریب انبساط حرارتی ۱۳.۹ میکرومتر بر متر درجه سانتی‌گراد است.

آلیاژ مونل 405 را می‌توان با روش‌های مختلفی مانند جوشکاری تنگستن گاز خنثی، جوشکاری الکترود مصرفی، جوشکاری مقاومتی و لحیم‌کاری جوش داد. برای جوشکاری این آلیاژ، می‌توان از الکترودهای مونل ۴۰۰ یا ۶۰ یا فیلرهای مونل ۶۱ استفاده کرد. برای لحیم‌کاری این آلیاژ، می‌توان از لحیم‌های نقره‌ای یا مسی با جریان الکتریکی یا شعله گازی استفاده کرد.

مونل K-500

مونل K-500 یک سوپرآلیاژ با ترکیب نیکل و مس است که برای کاربردهای مختلف در صنایع دریایی، شفت پروانه، کشتی، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، تجهیزات چاه ها، شیمیایی و دارویی استفاده می شود. این سوپرآلیاژ دارای خواص مکانیکی بالا در دمای های گسترده از سرد تا 480 درجه سلسیوس است و مقاوم به خوردگی در تماس با آب دریا، اسید هیدرو فلوئوریک و نمک های قلیایی است. این سوپرآلیاژ نوع توسعه 400 مونل است که پس از عمل حرارت پیرسخت تا حد قابل ملاحظه افزایش مقاومت به خوردگي دارد.

آلیاژ کوپرونیکل چیست و چه کاربردی دارد؟

آلیاژ کوپرونیکل

Cupronickel alloy

 

کوپرونیکل (به انگلیسی: Cupronickel) یا مسنیکل یک آلیاژ از مس است که حاوی نیکل و عناصر تقویت کننده‌ای مانند آهن و منگنز است. درصد مس معمولاً بین ۶۰ تا ۹۰ درصد متغیر است. (مونل یک آلیاژ نیکل-مس است که حاوی ۵۲ درصد نیکل است که این مقدار حداقلی است)

علی‌رغم درصد بالای مس در این آلیاژ، کوپرونیکل رنگ نقره‌ای دارد. کوپرونیکل نسبت به خوردگی با نمک دریا بسیار مقاوم است و در نتیجه برای لوله‌کشی مبدل حرارتی و کندانسورها در سیستم‌های آب دریا استفاده می‌شود همین‌طور برای سخت‌افزارهای دریایی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین بعضی مواقع برای پره‌ها و شفت پره‌ها در قایق‌های با کیفیت مورد استفاده قرار می‌گیرد. بقیه کاربردهای آن شامل تجهیزات جنگی و شیمیایی و نفتی و صنعت برق می‌شود.[۱]

مهندسی زیر دریایی

کوپرونیکل یک آلیاژ از مس و نیکل است که برای کاربردهای دریایی بسیار مناسب است. این آلیاژ به خاطر مقاومت بالایی که در برابر خوردگی ناشی از نمک آب دریا دارد، مورد توجه قرار گرفته است. معمولاً آلیاژهای کوپرونیکل حاوی ۹۰ تا ۷۰ درصد مس و ۱۰ تا ۳۰ درصد نیکل هستند که در مبدل‌های حرارتی و کندانسورها کاربرد دارند.

کوپرونیکل در زمینه‌های مختلف دریانوردی به کار می‌رود.

برخی از این زمینه‌ها عبارتند از :

ساخت و تعمیر کشتی : این آلیاژ برای بدنه کشتی و قایق، سیستم خنک‌کننده با آب دریا، سیستم اطفای حریق و سیستم هیدرولیک استفاده می‌شود.

کارخانه‌های نمک‌زدایی : این آلیاژ برای قطعاتی که با آب شور تماس دارند و همچنین لوله‌های بخار کاربرد دارد.

سکوهای نفتی و گازی : این آلیاژ برای مقابله با شرایط سخت و خورنده در سکوهای نفتی و گازی مناسب است.

تولید انرژی : این آلیاژ برای توربین‌های بخار، سیستم خنک‌کننده روغن، سیستم خنک‌کننده کمکی و حرارت دهنده‌های با فشار بالا در نیروگاه‌های اتمی و سوخت‌های فسیلی به کار می‌رود.

کوپرونیکل رنگ مسی ندارد و رنگ نقره‌ای دارد. این به این دلیل است که نیکل که دارای الکترونگاتیوی بالایی است، یک الکترون از لایه d مس جدا می‌کند. (در لایه d مس تنها ۹ الکترون باقی می‌ماند.)

 

خواص مهم کوپرونیکل عبارتند از :

  • مقاومت در برابر خوردگی و رسوب‌های دریایی
  • رسانایی گرمایی مناسب
  • شکل‌پذیری خوب 
  • استحکام مکانیکی بالا

 

خواص برخی از آلیاژهای مس-نیکل

  • استحکام کششی نهایی MPa
  • استحکام تسلیم MPa
  • مدول الاستیک GPa
  • مقاومت الکتریکی μOhm·cm TEC μm/(m·K)
  • رسانایی گرمایی W/(m·K)
  • چگالی g/cm3

 

کاربرد های آلیاژ کوپرونیکل

همان طور که در بالا گفتیم کوپرونیکل یک آلیاژ مس-نیکل است که در برابر خوردگی ناشی از نمک آب دریا بسیار مقاوم است.

این مقاومت به دو عامل بستگی دارد : سرعت جریان آب و لایه محافظ کوپرونیکل.

سرعت جریان آب باید کمتر از حداکثر سرعت تعیین شده باشد. این حداکثر سرعت به شکل و اندازه لوله‌های کوپرونیکل ربط دارد. اگر سرعت جریان آب بیشتر باشد، خوردگی افزایش می‌یابد.

لایه محافظ کوپرونیکل یک لایه نازک و محکم است که در اثر تماس با آب دریا بر روی سطح آلیاژ ایجاد می‌شود. این لایه باعث می‌شود که خوردگی کاهش یابد. لایه محافظ در چند هفته اول تشکیل می‌شود و بعد از آن پایدار می‌ماند.

کوپرونیکل می‌تواند در برابر خوردگی در آب دریا حاوی سولفید و آمونیوم نیز مقاوم باشد. اما بهتر است که از این نوع آب دریا دوری کنیم. به خصوص در مرحله راه‌اندازی که لایه محافظ هنوز کامل نشده است.

برای خرید و سفارش کوپرونیکل می‌توانیم از استانداردهای ASTM ،EN و ISO استفاده کنیم. این استانداردها برای فرم‌های فرفورژه و ریخته‌گری کوپرونیکل مناسب هستند.

کنستانتان یک آلیاژ دیگر از مس و نیکل است که حاوی ۵۵ درصد مس و ۴۵ درصد نیکل است. این آلیاژ برای ترموکوپل‌ها و مقاومت‌هایی که مقاومت الکتریکی آنها با تغییر دما تغییر نمی‌کند، مناسب است.

 

آلیاژ کاپر نیکل یا مس نیکل یک آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی است که برای صنایع مختلف دریایی به کار می‌رود.

این آلیاژ دارای دو گرید مهندسی است :

۹۰-۱۰ و ۷۰-۳۰ که عدد اول درصد مس و عدد دوم درصد نیکل را نشان می‌دهد.

این آلیاژها برای لوله‌کشی آب دریا، مبدل‌های حرارتی و کندانسورها کاربرد دارند.
همچنین برای نمک‌زدایی حرارتی، نفت و گاز دریایی، تولید برق و کشتیرانی تجاری و نظامی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آلیاژهای کاپر نیکل همچنین برای ساخت لوله‌های هیدرولیک مانند لوله‌های ترمز مناسب هستند.

 

آلیاژ کاپر نیکل با عناصر دیگری نیز ترکیب می‌شود تا خواص مختلفی به دست آورد.

برخی از این ترکیبات و کاربردهای آنها عبارتند از :

Cu-30Ni-Cr : این آلیاژ شامل ۳۰ درصد نیکل و کمی کروم است که برای ساخت قطعات آهنگری، پمپ‌های ریخته‌گری آب دریا و اجزای شیر مناسب است.

Cu-Ni-Al : این آلیاژ شامل کمی آلومینیوم است که برای ساخت شفت و بوش بلبرینگ، پیچ و مهره، تریم پمپ و شیر، چرخ دنده و بست مناسب است.

Cu-Ni-Sn : این آلیاژ شامل کمی قلع است که برای ساخت یاتاقان‌ها و اجزای مته، اتصالات زیر دریا، پایه‌های محرک شیر، مهره‌های بالابر، دستگاه‌های قفل کننده و اجزای پمپ آب دریا مناسب است.

 

نمک‌زدایی با آلیاژ کاپر نیکل

 

این آلیاژ برای نمک‌زدایی آب دریا در کارخانه‌های چند مرحله‌ای (MSF) و تقطیر چندگانه (MED) به کار می‌رود. در این کارخانه‌ها، آلیاژ باید با شرایط خوردگی مختلف در بخش‌های مختلف کارخانه سازگار باشد. بنابراین، انتخاب آلیاژ بر اساس هزینه و خواص خوردگی صورت می‌گیرد.

صنعت نفت و گاز فراساحلی

آلیاژ کاپر نیکل همچنین برای صنایع نفت و گاز فراساحلی، تولید برق و کشتی‌سازی و تعمیرات کاربرد دارد. این آلیاژ در این صنایع برای ساخت لوله‌کشی آب دریا، مبدل‌های حرارتی، کندانسورها، خنک‌کننده‌ها، آب آتشنشانی و سیلاب، پوشش ناحیه اسپلش و بدنه کشتی و قایق استفاده می‌شود. این آلیاژ در محیط‌های گرم‌تر مقاومت بالایی در برابر خوردگی شکاف کلرید و ترک خوردگی ناشی از لرزش دارد.

 

آلیاژ کوپرنیکل دارای دو گرید مهندسی است: ۹۰-۱۰ و ۷۰-۳۰ که نشان‌دهنده درصد مس و نیکل در آلیاژ هستند. گرید ۹۰-۱۰ برای بیشتر کاربردها مناسب است و گرید ۷۰-۳۰ برای شرایط خوردگی سخت‌تر استفاده می‌شود.

 

تولید برق با آلیاژ کاپر نیکل

آلیاژ کاپر نیکل یا مس نیکل یک آلیاژ است که در برابر خوردگی مقاوم است. این آلیاژ برای انتقال حرارت در نیروگاه‌های هسته‌ای و فسیلی کاربرد دارد. این آلیاژ برای ساخت ژنراتورهای بخار، مبدل‌های حرارتی، خنک‌کننده‌ها، کندانسورها، مخازن، لوله‌کشی‌ها، شیرها و اتصالات مناسب است. این آلیاژ می‌تواند در محیط‌های مختلفی مانند آب دریای تمیز با مواد جامد محلول بالا، آب شور، آب شیرین و آب برج خنک‌کننده استفاده شود.

 

آلیاژ کوپرنیکل همچنین برای کشتی‌سازی و تعمیرات کاربرد دارد. این آلیاژ بیش از ۶۰ سال پیش برای ساخت کندانسورهای دریایی و لوله‌کشی آب دریا استفاده شد. این آلیاژ در شرایط سخت دریایی انعطاف‌پذیری بالایی دارد و هنوز در بسیاری از نیروی دریایی جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. این آلیاژ همچنین برای ساخت FPSO و حمل و نقل تجاری مناسب است.

 

آب دریا و آلیاژ کاوپرنیکل

آب دریا برای اهداف مختلفی مانند خنک کردن، تمیز کردن، گرمایش، بالاست، دفع زباله، اطفاء حریق و تقطیر به عنوان منبع آب شیرین استفاده می‌شود. این اهداف نیازمند سیستم‌های لوله‌کشی هستند که شامل پمپ‌ها، شیرها، لوله‌ها و اتصالات هستند. همچنین برای سیستم‌های خنک کننده، مبدل‌های حرارتی نیز لازم هستند.

 

این آلیاژ برای ساخت قطعات مختلفی که با آب دریا تماس دارند، مناسب است.

برخی از این قطعات عبارتند از :

 

کندانسورها، خنک کننده‌ها و سایر مبدل‌های حرارتی که برای انتقال حرارت بین آب دریا و سیالات دیگر استفاده می‌شوند.

نیروگاه‌های نمک‌زدایی آب دریا که برای تبدیل آب دریا به آب شیرین برای آب تغذیه دیگ بخار و آب سرد و گرم بهداشتی استفاده می‌شوند.

سیستم‌های هوای فشرده که برای تهویه و تنظیم فشار در محیط‌های بسته استفاده می‌شوند.

سیستم‌های بهداشتی که برای تأمین آب سرد و گرم برای شستشو و نظافت استفاده می‌شوند.

آب ریز، آب بالاست، آب نمک، شبکه‌های آتش نشانی و آبپاش که برای کنترل وزن، تعادل، ایمنی و خاموش کردن آتش استفاده می‌شوند.

نفت کوره، روغن روان کننده، گرمایش آب گرم که برای تولید انرژی، کاهش اصطکاک و افزایش دما استفاده می‌شوند.

آب خاکستری و مشکی که برای دفع زباله‌های مایع استفاده می‌شوند.

خطوط هیدرولیک و گرمایش مخزن که برای انتقال نیرو و حفظ دما استفاده می‌شوند.

لوله کاپرنیکل چیست و چه کاربردی دارد؟

لوله کاپرنیکل

Cupronickel tube

لوله کاپرنیکل چیست؟

کاپرنیکل یک آلیاژ از مس و نیکل است که به دلیل مقاومت خوبی که در برابر خورندگی و آب شور دارد، در صنایع مختلف مانند صنایع دریایی، نفت و گاز، الکترونیک و سکه سازی استفاده می شود. لوله های کاپرنیکل از این آلیاژ ساخته می شوند که برای انتقال یا نگهداری مواد و مایعات مختلف در شرایط سخت مورد نیاز هستند. برای مثال، لوله های کاپرنیکل می توانند برای خنک کردن آب و گاز، ساخت مبدل های حرارتی، سیستم های دریایی، کندانسورها و تجهیزات نظامی استفاده شوند.
لوله های کاپرنیکل همچنین دارای خاصیت آنتی فولینگ هستند که یعنی جلوگیری از رشد جلبک ها و میکروارگانیسم ها روی سطح آنها می کنند. این خاصیت باعث می شود که لوله های کاپرنیکل کمتر نیاز به تمیز کردن و نگهداری داشته باشند.
لوله های کاپرنیکل در ابعاد و ضخامت های مختلف قابل تولید هستند.

مس و نیکل دو عنصر شیمیایی هستند که در گروه ۱۰ و دوره ۴ جدول تناوبی قرار دارند. این دو عنصر دارای خواص فیزیکی و شیمیایی مشابهی هستند. مس دارای عدد اتمی ۲۹ و وزن اتمی ۶۳٫۵۴ و نیکل دارای عدد اتمی ۲۸ و وزن اتمی ۶۸٫۷۱ است. این دو عنصر در حالت جامد و مایع به صورت کریستال مکعبی مرکز صورت دارند. نقطه ذوب مس ۱۰۸۵ درجه سانتی گراد و نقطه ذوب نیکل ۱۴۵۵ درجه سانتی گراد است.

 

کاپرنیکل یک آلیاژ از مس و نیکل است که میزان مس آن معمولا بین ۶۰ تا ۹۰ درصد متغیر است.

 

برخی از مزایای لوله های کاپرنیکل عبارتند از :

دارای خاصیت آنتی فولینگ هستند که یعنی جلوگیری از رشد جلبک ها و میکروارگانیسم ها روی سطح آنها می کنند. این خاصیت باعث می شود که لوله های کاپرنیکل کمتر نیاز به تمیز کردن و نگهداری داشته باشند.

دارای خواص مکانیکی خوبی هستند که شامل استحکام، سختی، کشسانیت و خمش پذیری می شوند. این خواص باعث می شود که لوله های کاپرنیکل قابلیت انطباق با شکل ها و اندازه های مختلف را داشته باشند.

دارای خواص حرارتی و الکتریکی خوبی هستند که شامل هدایت حرارتی، هدایت الکتریکی، ضریب انبساط حرارتی و مقاومت الکتریکی می شوند. این خواص باعث می شود که لوله های کاپرنیکل برای کاربردهایی مانند مبدل های حرارتی، سیستم های دریایی، کندانسورها و تجهیزات نظامی مناسب باشند.

 

 

 برخی از کاربردهای کاپرنیکل در صنعت عبارتند از :

الکترودهای صنعتی ماشین آلات : کاپرنیکل به دلیل هدایت الکتریکی خوبی که دارد، برای ساخت الکترودهایی که در ماشین های جوشکاری، برشکاری و اندازه گیری استفاده می شوند، مناسب است.

کابل خنک کننده آب و گاز: کاپرنیکل به دلیل هدایت حرارتی خوبی که دارد، برای ساخت کابل هایی که برای خنک کردن آب و گاز در سیستم های تهویه مطبوع، تبرید و گرمایش استفاده می شوند، مناسب است.

پوشش لمینت صنعتی : کاپرنیکل به دلیل ضریب انبساط حرارتی کمی که دارد، برای ساخت پوشش هایی که برای محافظت از سطوح فلزی در برابر خورندگی، سایش و حرارت استفاده می شوند، مناسب است.

ترانسفورماتورهای جوشکاری : کاپرنیکل به دلیل مقاومت الکتریکی بالایی که دارد، برای ساخت ترانسفورماتورهایی که برای تولید جریان الکتریکی مورد نیاز برای جوشکاری استفاده می شوند، مناسب است.

صنایع کشتیرانی و کشتی سازی : کاپرنیکل به دلیل مقاومت در برابر آب شور و خورندگی، برای ساخت قطعات و تجهیزاتی که در کشتی ها، زیردریایی ها، پلت فرم های نفتی و سایر سازه های دریایی استفاده می شوند، مناسب است. مثلا لوله های کاپرنیکل برای انتقال آب دریا، مایعات خنک کننده، گازها و سایر مواد در کشتی ها و زیردریایی ها استفاده می شوند.

مخازن خنک کننده آب دریا : کاپرنیکل به دلیل خاصیت آنتی فولینگی که دارد، برای ساخت مخازنی که برای خنک کردن آب دریا در نیروگاه های برق، صنایع شیمیایی و پتروشیمی و سایر صنایع استفاده می شوند، مناسب است. این خاصیت باعث می شود که رشد جلبک ها و میکروارگانیسم ها روی سطح مخازن جلوگیری شود و کارایی آنها افزایش یابد.

بخاری و گرم کن آب شور جهت پرورش گیاهان دریایی : کاپرنیکل به دلیل مقاومت در برابر آب شور و خورندگی، برای ساخت بخاری و گرم کن هایی که برای تنظیم دمای آب شور در استخر ها و آکواریوم هایی که برای پرورش گیاهان و جانوران دریایی استفاده می شوند، مناسب است.

خازن های توربین بخار : کاپرنیکل به دلیل مقاومت در برابر حرارت و خورندگی، برای ساخت خازن هایی که برای تبدیل بخار به انرژی الکتریکی در توربین های بخار استفاده می شوند، مناسب است.

مبدل روغن و نفت : کاپرنیکل به دلیل مقاومت در برابر خورندگی و حرارت، برای ساخت مبدل هایی که برای تبدیل روغن و نفت به مواد قابل استفاده در صنایع شیمیایی و پتروشیمی استفاده می شوند، مناسب است.

کنداکتورهای صنعتی : کاپرنیکل به دلیل هدایت الکتریکی خوبی که دارد، برای ساخت کنداکتورهایی که برای انتقال جریان الکتریکی در صنایع الکترونیکی، کامپیوتری و مخابراتی استفاده می شوند، مناسب است.

استفاده در تجهیزات نظامی : کاپرنیکل به دلیل مقاومت در برابر خورندگی، حرارت و ضربه، برای ساخت تجهیزات نظامی مانند مهمات، موشک ها، توپ ها، مین ها و سایر سلاح ها استفاده می شود.

صنایع شیمیایی و پتروشیمی : کاپرنیکل به دلیل مقاومت در برابر خورندگی و حرارت، برای ساخت قطعات و تجهیزاتی که در صنایع شیمیایی و پتروشیمی مانند مخازن، لوله ها، شیرها، پمپ ها و سایر دستگاه ها استفاده می شوند، مناسب است.

صنایع الکترونیکی : کاپرنیکل به دلیل هدایت الکتریکی خوبی که دارد، برای ساخت قطعات و تجهیزاتی که نیاز به انتقال و کنترل جریان الکتریکی دارند، کاربرد دارد. مانند سوکت ها و پلاگ ها، سوئیچ ها و رله ها، پین ها و سوکت های اتصال، سنسورها و آشکارسازها، آنتن ها و کابل های مخابراتی

لوله های کاپرنیکل از آلیاژ مس و نیکل ساخته شده اند که دارای خواص فوق العاده ای هستند. این لوله ها علاوه بر مقاومت بالایی که در برابر خورندگی و سایش دارند، قابلیت استفاده در آب های شور و آلوده را نیز دارند. این لوله ها همچنین جلوگیری از رشد جلبک ها و میکروارگانیسم ها روی سطح خود می کنند و به این ترتیب نیاز به تمیز کردن و نگهداری کمتری دارند. این لوله ها دارای دوام و طول عمر بالایی هستند و در شرایط سخت و دماهای بالا عملکرد خوبی از خود نشان می دهند.

 

لوله های کاپرنیکل در صنعت کاربردهای متنوع و مهمی دارند که برخی از آنها را می توان به شرح زیر نام برد :

 

بدنه کشتی ها : لوله های کاپرنیکل برای ساخت بدنه کشتی ها، زیردریایی ها، پلت فرم های نفتی و سایر سازه های دریایی استفاده می شوند. این لوله ها باعث می شوند که این سازه ها در برابر آب شور و خورندگی مقاوم باشند و عملکرد بهتری داشته باشند.

مبدل های حرارتی : لوله های کاپرنیکل برای ساخت مبدل های حرارتی که برای تبادل حرارت بین دو مایع یا گاز مختلف استفاده می شوند، مناسب هستند. این لوله ها باعث می شوند که مبدل های حرارتی کارایی بالاتری داشته باشند و در برابر حرارت و خورندگی مقاوم باشند.

خطوط هیدرولیک : لوله های کاپرنیکل برای ساخت خطوط هیدرولیک که برای انتقال مایعات فشار قوی مانند روغن، آب و گاز استفاده می شوند، مناسب هستند. این لوله ها باعث می شوند که خطوط هیدرولیک از نشت و انفجار جلوگیری کنند و در برابر فشار و خورندگی مقاوم باشند.

تصفیه کننده های آب دریا : لوله های کاپرنیکل برای ساخت تصفیه کننده های آب دریا که برای تبدیل آب شور به آب شیرین استفاده می شوند، مناسب هستند. این لوله ها باعث می شوند که تصفیه کننده های آب دریا عملکرد بهتری داشته باشند و در برابر آب شور و خورندگی مقاوم باشند.

کندانسور آب شور : لوله های کاپرنیکل برای ساخت کندانسور آب شور که برای تبدیل بخار آب شور به آب شیرین استفاده می شوند، مناسب هستند. این لوله ها باعث می شوند که کندانسور آب شور کارایی بالاتری داشته باشند و در برابر حرارت و خورندگی مقاوم باشند.

تأسیسات آب شیرین کن : لوله های کاپرنیکل برای ساخت تأسیسات آب شیرین کن که برای تولید آب شیرین برای مصارف صنعتی و خانگی استفاده می شوند، مناسب هستند. این لوله ها باعث می شوند که تأسیسات آب شیرین کن عملکرد بهتری داشته باشند و در برابر آب شور و خورندگی مقاوم باشند.

ایستگاه های برق : لوله های کاپرنیکل برای ساخت ایستگاه های برق که برای تولید برق از انرژی حرارتی، هیدرولیکی، بادی یا خورشیدی استفاده می شوند، مناسب هستند. این لوله ها باعث می شوند که ایستگاه های برق کارایی بالاتری داشته باشند و در برابر حرارت و خورندگی مقاوم باشند.

گریدهای مهندسی 90-10 و 70-30 از آلیاژهای کاپرنیکل یا مس نیکل هستند که در صنایع مختلف کاربرد دارند.

این لوله ها دارای مزایای زیر هستند :

مقاومت در برابر خورندگی و سایش : این لوله ها به دلیل حضور نیکل در آلیاژ، دارای مقاومت بالایی در برابر خورندگی و سایش هستند. این لوله ها در برابر آب شور، آب های آلوده، اسیدها، بازها و سایر عوامل شیمیایی مقاوم هستند.

خاصیت آنتی فولینگ : این لوله ها به دلیل حضور مس در آلیاژ، دارای خاصیت آنتی فولینگ هستند. این یعنی این لوله ها جلوگیری از رشد جلبک ها و میکروارگانیسم ها روی سطح خود می کنند. این خاصیت باعث می شود که این لوله ها کمتر نیاز به تمیز کردن و نگهداری داشته باشند.

دوام و طول عمر بالا : این لوله ها به دلیل داشتن خواص مکانیکی خوبی مانند استحکام، سختی، کشسانیت و خمش پذیری، دارای دوام و طول عمر بالایی هستند. این لوله ها در شرایط سخت و دماهای بالا عملکرد خوبی از خود نشان می دهند.

 

علاوه بر این کاربردها، لوله های کاپرنیکل نیز برای لوله های هیدرولیک مانند لوله ترمز که برای انتقال مایعات فشار قوی استفاده می شوند، مناسب هستند. این لوله ها باعث می شوند که لوله های هیدرولیک از نشت و انفجار جلوگیری کنند و در برابر فشار و خورندگی مقاوم باشند.

 

آلیاژ کاربرد
70-30 و 90-10 cu-ni سیستم‌های خنک‌کننده و آب آتش‌نشانی آب دریا، مبدل‌های حرارتی، کندانسور و لوله‌کشی، رایزر پلت فرم و پوشش پا، بدنه قایق، خنک‌کننده‌های روغن، لوله‌های هیدرولیک، سطوح لمسی ضد میکروبی.
Cu-30Ni-Cr آهنگری، پمپ های ریخته گری آب دریا و اجزای شیر.
Cu-Ni-Al شفت و بوش بلبرینگ، پیچ و مهره، تریم پمپ و شیر، چرخ دنده، بست.
Cu-Ni-Sn یاتاقان ها و اجزای مته، اتصالات زیر دریا، پایه های محرک شیر، مهره های بالابر، دستگاه های قفل کننده، اجزای پمپ آب دریا.

 

فولاد ضد زنگ AL-6XN چیست؟

فولاد ضد زنگ AL-6XN چیست؟

AL-6XN stainless steel

فولادهای ضد زنگ به دلیل ویژگی غیرفعال شدن خود می‌توانند مقاومت بسیار خوبی دربرابر خوردگی از خود نشان دهند.[۱] استیل AL-6XN یک فولاد ضد زنگ سوپرآستنیتی است که با آلیاژی از نیکل، کروم، مولیبدن و نیتروژن تشکیل شده است. این فولاد دارای خاصیت ضد خوردگی بالایی در برابر انواع محیط های خورنده است. این فولاد یکی از بهترین انتخاب ها برای کاربردهای دریایی است که نیاز به مقاومت در مقابل خوردگی تنشی کلرایدی دارند.

استیل AL-6XN حاوی 6 درصد مولیبدن، کمتر از 0.03 درصد کربن و مقداری نیتروژن است. این فولاد با آلیاژی از نیکل و کروم دارای خاصیت ضد خوردگی عالی در مقابل محیط های خورنده مختلف است. این فولاد در ابتدا برای کاربردهای نفت و گاز فراساحلی طراحی شده بود، اما اکنون در صنایع مختلفی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی دارند، مانند صنعت زیست دارو، به کار می رود. این فولاد همچنین دارای مقاومت مکانیکی بالایی است که حدود 50 درصد بیشتر از فولادهای ضد زنگ معمولی است. این ویژگی باعث می شود که این فولاد برای کاربردهای دریایی که در معرض خوردگی تنشی کلرایدی هستند، یک گزینه برتر باشد. استیل AL-6XN همچنین یک جایگزین ارزان تر برای آلیاژهای پایه نیکل است که قیمت بالایی دارند. علاوه بر این، این فولاد قابلیت شکل دادن و جوش کاری مناسبی دارد.

 

مشخصات فیزیکی

تراکم : 8.06 گرم بر سانتی متر مکعب یا 0.291 پوند بر اینچ مکعب

شکل های مختلف : سیم پیچ، ورق، نوار، سیم فویل، گرد، صاف یا مربع

خواص مکانیکی در دمای اتاق : نوع بازنویسی شده

مقاومت کششی : 770 مگاپاسکال یا 112 کیلوپوند بر اینچ مربع

مقاومت گسیختگی : 393 مگاپاسکال یا 57 کیلوپوند بر اینچ مربع

کشسانیت : 44 درصد

سختی : 88 راکول برینل

 

نمایه عملکرد

  • میزان زیاد نیکل (24 درصد) و مولیبدن (6.3 درصد) در این فولاد باعث می شود که از ترک خوردگی تنشی ناشی از یون های کلرید جلوگیری شود.
  • همچنین محتوای نیتروژن در این فولاد سبب افزایش استحکام کششی آن نسبت به فولادهای ضد زنگ آستنیتی معمولی می شود، بدون اینکه شکل پذیری و مقاومت ضربه آن کاهش یابد.
  • تنش های مجاز برای AL-6XN طبق استاندارد ASME تا 75 درصد بیشتر از فولاد 316L ضد زنگ و بیش از دو برابر آلیاژهای مس-نیکل است.

 

امکانات

  • دارای مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی حفره ای و شکافی که توسط محلول های کلریدی ایجاد می شود
  • قادر به جلوگیری از ترک خوردگی تنشی که در محیط های شامل NaCl رخ می دهد
  • دارای استحکام کششی و مقاومت ضربه بالایی
  • مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی حفره ای و شکافی که توسط محلول های کلریدی ایجاد می شود.این خوردگی می تواند به تخریب سازه های فلزی منجر شود و عملکرد آنها را کاهش دهد.
  • قادر به جلوگیری از خوردگی تنشی که در محیط های شامل NaCl رخ می دهد. این خوردگی می تواند باعث ترک خوردگی و شکستگی در فلزات شود و خطراتی مانند نشتی، انفجار یا آتش سوزی را ایجاد کند.
  • دارای استحکام کششی و مقاومت ضربه بالایی که از فولادهای ضد زنگ معمولی بیشتر است. این استحکام باعث می شود که این فولاد بتواند به شکل های مختلف شکل داده شود و در شرایط سخت و فشار بالا کار کند.

این ویژگی ها باعث می شود که AL-6XN یک فولاد مناسب برای کاربردهایی باشد که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و استحکام بالا دارند، مانند صنایع نفت و گاز، زیست دارو، شیمیایی، غذایی و دریایی.

 

برخی از این برنامه ها عبارتند از :

  • تجهیزات و پمپ های آب شیرین کن اسمز معکوس که برای تصفیه آب دریا و آب های شور به کار می روند. این فولاد می تواند از خوردگی حفره ای و شکافی که توسط یون های کلرید ایجاد می شود، جلوگیری کند.
  •  اسکرابرهای FGD که برای کاهش آلاینده های هوا مانند دی اکسید گوگرد از دودکش های نیروگاه ها استفاده می شوند. این فولاد می تواند از خوردگی توسط محلول های اسیدی اکسیدان کلریدی که در این فرآیند به کار می روند، مقاومت کند.
  •  مخازن و خطوط لوله فرآیندهای شیمیایی که برای حمل و نگهداری مواد شیمیایی خورنده و فشار بالا به کار می روند. این فولاد می تواند از ترک خوردگی تنشی که در این شرایط رخ می دهد، جلوگیری کند.
  • مبدل های حرارتی آب دریا که برای انتقال حرارت از آب دریا به سیالات دیگر به کار می روند. این فولاد می تواند از خوردگی توسط آب دریا و محلول های کلریدی که در این تجهیزات به کار می روند، مقاومت کند.
  • ستون های تقطیر روغن بلند و بسته بندی که برای جداسازی مخلوط های هیدروکربنی به کار می روند. این فولاد می تواند از خوردگی توسط محلول های اسیدی و بازی که در این فرآیند به کار می روند، مقاومت کند.
  • تجهیزات فراساحلی تولید نفت و گاز که برای استخراج و حمل نفت و گاز از مخازن زیر دریایی به کار می روند. این فولاد می تواند از خوردگی توسط آب دریا، گازهای خورنده و فشار بالا مقاومت کند.
  • واشرهای کارخانه سفیدکننده خمیر کاغذ، خمره ها، رول های پرس و خطوط لوله که برای تولید خمیر کاغذ و کاغذ به کار می روند. این فولاد می تواند از خوردگی توسط محلول های اکسیدان و کلریدی که در این صنعت به کار می روند، مقاومت کند.

 

مشخصات ASTM

لوله جوش داده شده لوله جوش داده شده ورق/صفحه بار فلنج و اتصالات
B675, A312 B676, A249 B688, A240 B691, A479 B462, A182

فولاد ماریجینگ (maraging steel) چیست؟

فولاد ماریجینگ چیست؟

maraging steel

 

فولاد ماریجینگ چه خصوصیاتی دارد؟

فولاد ماریجینگ (Maraging steel) یک نوع آلیاژ آهنی است که حاوی مقدار کمی کربن و مقدار زیادی نیکل است. این فولاد با رسوب‌دهی ترکیبات فلزی مانند مولیبدن، آلومینیوم، مس، تیتانیوم و کبالت در دمای حدود 480 درجه سانتی‌گراد، استحکام و سختی بالایی به دست می‌آورد. این فولاد نام خود را از پدیده‌ی پیرسختی مارتنزیت (martensite age hardening) گرفته است که به معنی سخت شدن فولاد با گذشت زمان است. فولاد ماریجینگ علاوه بر استحکام و سختی، دارای چقرمگی و مقاومت خستگی خوبی نیز هست و عمر مفید و کارایی قطعات ساخته شده از آن را افزایش می‌دهد. این فولاد در صنایع مختلفی مانند هوافضا، نظامی، هسته‌ای و پزشکی کاربرد دارد و برای تولید قطعاتی مانند میل لنگ موتور، پین شلیک سلاح، گیربکس و واحدهای سانتریفیوژ گاز استفاده می‌شود. فولاد ماریجینگ یکی از پیشرفته‌ترین و مهمترین مواد اولیه در صنعت امروزی است که نقش بزرگی در پیشرفت علم و فناوری دارد.

فولاد ماریجینگ چه خصوصیات منحصر به فردی دارد؟

این فولاد نام خود را از پدیده‌ی پیرسختی مارتنزیت گرفته است که به معنی سخت شدن فولاد با گذشت زمان است. فولاد ماریجینگ دارای خواص منحصر به فردی است که در بسیاری از مواد وجود ندارد.

برخی از این خواص عبارتند از :

 

  • ضریب انبساط حرارتی پایین که باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ در مقابل تغییرات دما مقاوم باشد و ابعاد ثابتی داشته باشد.
  • استحکام تسلیم بالا که نشان دهنده‌ی مقاومت فولاد ماریجینگ در برابر تغییر شکل دائمی است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند بارهای بالایی را تحمل کند.
  • قابلیت جوشکاری که به معنی امکان اتصال قطعات فولاد ماریجینگ به یکدیگر با استفاده از حرارت است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند در صنایع مختلفی مانند هوافضا، نظامی، هسته‌ای و پزشکی کاربرد داشته باشد.
  • استحکام کششی بالا که نشان دهنده‌ی مقاومت فولاد ماریجینگ در برابر کشش است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند در برابر نیروهای کششی مقاوم باشد و نشکند.
  • سهولت در نیتریده کردن که به معنی افزایش سختی سطحی فولاد ماریجینگ با ایجاد لایه‌ی نیتریده است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند در برابر سایش و خوردگی مقاوم باشد و عمر مفید خود را افزایش دهد.
  • چقرمگی بالا که نشان دهنده‌ی توانایی فولاد ماریجینگ در بازگشت به شکل اولیه خود پس از برداشتن نیرو است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند در برابر تغییر شکل موقت مقاوم باشد و خاصیت ارتجاعی خود را حفظ کند.
  • تغییر یکنواخت ابعاد در هنگام عملیات حرارتی که به معنی عدم ایجاد اعوجاج و تنش در فولاد ماریجینگ در زمان انجام عملیات حرارتی مانند پیرسختی، آنیل و تمپر است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند ابعاد دقیق و یکنواختی داشته باشد و نیاز به ماشین‌کاری بعد از عملیات حرارتی کم شود.
  • شکل‌پذیری بالا که نشان دهنده‌ی توانایی فولاد ماریجینگ در تغییر شکل با استفاده از نیروهای فشاری است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند به شکل‌های مختلفی مانند ورق، میله، لوله و سیم تبدیل شود.
  • قابلیت پولیش بسیار خوب که به معنی امکان ایجاد سطحی صاف و براق بر روی فولاد ماریجینگ با استفاده از عملیات پولیش است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند زیبایی و جذابیت بیشتری داشته باشد و در صنایعی مانند طلاسازی، ساعت‌سازی و زیورآلات کاربرد داشته باشد.
  • قدرت ضربه بالا که نشان دهنده‌ی مقاومت فولاد ماریجینگ در برابر نیروهای ضربه‌ای است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند در برابر شوک‌های مکانیکی مقاوم باشد و نشکند.
  • مقاومت به خوردگی و انتشار ترک که به معنی امکان مقاومت فولاد ماریجینگ در برابر عوامل شیمیایی و محیطی است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند در برابر خوردگی و تشکیل ترک‌های ناشی از خستگی یا هیدروژنیزاسیون مقاوم باشد و عمر مفید خود را افزایش دهد.
  • قدرت خستگی بالا که نشان دهنده‌ی مقاومت فولاد ماریجینگ در برابر نیروهای متناوب است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند در برابر خستگی و تشکیل ترک‌های ناشی از نیروهای متناوب مقاوم باشد و عمر مفید خود را افزایش دهد.
  • قابلیت ماشین‌کاری آسان با حداقل اعوجاج که به معنی امکان تولید قطعات با ابعاد دقیق و یکنواخت با استفاده از ابزارهای ماشینی است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند با حداقل هزینه و زمان، قطعات با کیفیت بالا را تولید کند.

فولاد ماریجینگ دارای خواص متفاوتی در رده‌های مختلف است که به شرح زیر است :

 

گرید 200 که دارای تنش تسلیم 1400 MPA و چقرمگی شکست 140 است. این گرید از فولاد ماریجینگ در دمای 480 سانتی‌گراد پیرسختی می‌شود.

گرید 250 که دارای تنش تسلیم 1700 MPA و چقرمگی شکست 100 است. این گرید از فولاد ماریجینگ در دمای 480 سانتی‌گراد پیرسختی می‌شود.

گرید 300 که دارای تنش تسلیم 1900 MPA و چقرمگی شکست 70 است. این گرید از فولاد ماریجینگ در دمای 480 سانتی‌گراد پیرسختی می‌شود.

گرید 350 که دارای تنش تسلیم 2400 MPA و چقرمگی شکست 40 است. این گرید از فولاد ماریجینگ در دمای 480 سانتی‌گراد پیرسختی می‌شود.

 

فولاد ماریجینگ دارای رده‌های مختلفی است که بر اساس استاندارد MIL-S-46850D با اعداد 200، 250، 300 و 350 نامگذاری شده‌اند.
این اعداد نشان‌دهنده‌ی استحکام کششی فولاد ماریجینگ به واحد پوند بر اینچ مربع هستند. هر رده از فولاد ماریجینگ دارای خواص متفاوتی در مورد دمای پیرسختی، تنش تسلیم و چقرمگی است.
همچنین هر رده از فولاد ماریجینگ شامل ترکیبات مختلفی از عناصر مانند کبالت، تیتانیوم، آلومینیوم، مولیبدن و نیکل است.

جدول زیر میزان این عناصر را در هر رده از فولاد ماریجینگ نشان می‌دهد :

رده کبالت تیتانیوم آلومینیوم مولیبدن نیکل
200 8.5 0.2 0.1 3.5 18
250 8.5 0.4 0.1 5 18
300 9 0.7 0.1 5 18
350 12.5 0.3 0.1 4.2 18

 

فولاد ماریجینگ به دلیل خواص مثبتی که دارد، در صنایع مختلفی مانند صنایع هوافضا، صنایع نظامی، صنایع خودروسازی، صنایع دریایی و صنایع پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد1. این فولاد به دلیل مقاومت بالای خود در برابر خوردگی، سایش، ضربه و فشار، قطعات تولید شده از آن بسیار پایدار و قابل اطمینان هستند1. همچنین، قابلیت جوشکاری آن باعث شده تا از این فولاد برای ساخت قطعاتی با اشکال مختلف استفاده شود1.

بازدهی اقتصادی این فولاد نیز بسیار مورد توجه است. چرا که به دلیل خواصی که دارد، طول عمر بالایی را ایجاد کرده و هزینه‌های نگهداری، تعمیر و تعویض قطعات را کاهش می‌دهد. به همین دلیل است که از این فولاد در صنایع مختلف استفاده شده و طرفداران زیادی را پیدا کرده است1.

به طور خلاصه

فولاد ماریجینگ یک نوع آلیاژ است که دارای خواص برجسته‌ای مثل خشکی، سختی، چقرمگی، مقاومت در برابر ترک خوردگی، استحکام کششی و ضریب انبساط حرارتی پایین است. این فولاد در صنایع مختلفی مانند هوا فضا، سانتریفیوژ، شمشیر و موتورها کاربرد دارد و به عنوان یک ماده انقلابی در زندگی انسان‌ها شناخته می‌شود.

 

تفاوت فولاد ماریجینگ با دیگر فولادها

این فولاد با سایر فولادها تفاوت‌های زیادی دارد.

برخی از این تفاوت‌ها عبارتند از :

فولاد ماریجینگ نسبت به فولاد کربنی که با افزایش کربن سخت می‌شود، کربن بسیار کمی دارد و با رسوب ترکیبات بین فلزی سخت می‌شود.

فولاد ماریجینگ نسبت به فولاد آلیاژی که با افزایش عناصر آلیاژی مثل کروم، منگنز، وانادیوم و غیره سخت می‌شود، عناصر آلیاژی کمتری دارد و با رسوب ترکیبات بین فلزی مختص به خود سخت می‌شود.

فولاد ماریجینگ نسبت به فولاد ضد زنگ که با افزایش کروم و نیکل مقاومت به خوردگی را افزایش می‌دهد، کروم کمتری دارد و نیکل بیشتری دارد. این فولاد مقاومت به خوردگی کمتری دارد اما استحکام بیشتری دارد.

 

آیا در قطعات ریز و حساس هم از فولاد ماریجینگ استفاده می‌شود؟

بله، در برخی از قطعات ریز و حساس هم از فولاد ماریجینگ استفاده می‌شود. این فولاد به دلیل داشتن استحکام و چقرمگی بالا، مقاومت به خستگی و ترک خوردگی، و قابلیت جوشکاری و ماشین‌کاری مناسب، برای ساخت قطعاتی که نیاز به دقت و کیفیت بالا دارند، مناسب است.

 

برخی از رایج‌ترین کاربردهای این فولاد عبارتند از :

  • قطعات اتومبیل مسابقه‌ای (میله، شفت، چرخ‌دنده)
  • قطعات نیروگاه‌های غنی‌سازی اورانیوم (روتور، شفت)
  • سوکت کابل
  • شیلنگ‌های هیدرولیک
  • پروانه‌ها و محفظه‌های پمپ
  • تجهیزات تست کشش
  • روتورهای اولتراسانتریفیوژها
  • قطعات زیر کارتریج، چفت و بست‌های بال هواپیما و پایه‌های چرخ‌های فرود هواپیما