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.

استیل 17-4PH

17-4PH steel

 

در بسیاری از صنایع فولادی، نیاز به موادی با خصوصیات ویژه‌ای از جمله مقاومت در برابر دماهای بالا و ضدزنگ بودن وجود دارد. استنلس استیل 17-4PH، با شماره آلیاژی 1.4542، یکی از موادی است که توانایی ارائه این ویژگی‌ها را دارا می‌باشد و به عنوان سیم جوش و میلگرد در بازار موجود است.

 

این آلیاژ از استنلس استیل با ترکیب شیمیایی دقیقی تشکیل شده است که به آن امکان می‌دهد در شرایط مختلف، به‌خصوص در دماهای بالا، استحکام بالایی از خود نشان دهد. علاوه بر این، مقاومت به خوردگی این آلیاژ با استیل 304 قابل مقایسه بوده و حتی از برخی از فولاد‌های سری 400 نیز بیشتر است.

 

به عنوان مثال، در دماهای تا حدود 600 درجه فارنهایت (316 درجه سانتیگراد)، استنلس استیل 17-4PH همچنان مقاومت خود را حفظ می‌کند. این ویژگی‌ها این آلیاژ را به یک انتخاب مناسب برای بسیاری از برنامه‌های صنعتی، از جمله صنایع هوافضا، خودروسازی، دریایی، و ساخت و ساز، تبدیل کرده است.

 

 

میلگرد استیل 17-4PH یا همان 630، با توجه به خصوصیات خاصی که دارد، به طور ویژه در برابر حرارت بالا، عوامل جوی، و گازها مقاومت بالایی ارائه می‌دهد. این ویژگی‌ها باعث شده که در صنایع مختلفی نظیر صنایع نفت و گاز، صنایع غذایی، هوافضا و فضا، و غیره، به عنوان یک ماده مورد استفاده قرار گیرد.

 

در صنایع نفت و گاز، که بیشتر در معرض شرایط سختی نظیر فشار و دماهای بالا قرار دارند، استفاده از استیل 17-4PH به عنوان یک ماده با قدرت و مقاومت بیشتر، امری ضروری است. همچنین، در صنایع غذایی که نیاز به موادی با خصوصیات بهداشتی و مقاومت در برابر شرایط محیطی دارند، استفاده از این استیل متداول است.

 

علاوه بر این، استیل 17-4PH به علت ویژگی‌های خاص خود، از جمله مقاومت بالا و قدرت فشاری، قیمتی بالاتر از استیل‌های گرید 304 و 430 دارد. اما این قیمت بالاتر با توجه به عمر طولانی‌تر و کارایی بهتر در شرایط سخت، هزینه تعمیرات و نگهداری را کاهش می‌دهد و در نهایت به صرفه‌تر می‌باشد.

 

استیل 17-4PH، که در استاندارد آلمانی به نام فولاد 1.4542 و در استانداردهای دیگر با نام‌های دیگری از جمله UNS S17400 و AISI 630 شناخته می‌شود، یکی از آلیاژهای مهم در دسته استنلس استیل است. این آلیاژ با مشخصه X5CrNiCuNb16-4 نیز شناخته می‌شود. در انواع صنایع، به ویژه در صنایعی که نیاز به موادی با مقاومت بالا در دماهای بالا دارند، استفاده از استیل 17-4PH رایج است.

 

ترکیب شیمیایی استیل 17-4PH  آن امکان می‌دهد که در شرایط مختلف، به ویژه در مواجهه با شرایط سختی مانند دماهای بالا، خاصیت مقاومت بالایی از خود نشان دهد. از این رو، استفاده از این آلیاژ در تولید قطعات و محصولاتی که در شرایطی نیازمند مقاومت و عمر طولانی هستند، بسیار مفید است.

 

تاریخچه

آلیاژ 17-4PH در دهه 1940 توسط شرکت آمریکایی Armco Steel Corporation توسعه یافت. این آلیاژ ابتدا به عنوان یک جایگزین مناسب برای فولادهای ضد زنگ در برخی از کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار گرفت. توانایی آلیاژ 17-4PH در مقاومت در برابر خوردگی، دماهای بالا، و فشارهای بالا باعث شد که به مرور زمان در صنایعی مانند صنایع هوا و فضا، صنایع نفت و گاز، صنایع غذایی، و دیگر صنایع با نیازهای ویژه و انواع مختلفی از محیط‌های کاری مورد استفاده قرار گیرد. این آلیاژ هنوز هم در بسیاری از کاربردهای صنعتی به عنوان یک ماده با عملکرد بالا و ویژگی‌های مطلوب مورد توجه است.

 

فرآیند تولید

فرآیند تولید آلیاژ 17-4PH شامل چند مرحله اصلی است که در زیر توضیح داده شده است:

 

آماده‌سازی مواد اولیه :

این فرآیند شروع می‌شود با جمع‌آوری و انتخاب مواد اولیه مناسب برای ساخت آلیاژ، از جمله آهن، کروم، نیکل، مس و سایر عناصر فلزی مورد نیاز. این مواد باید با دقت بالا انتخاب شوند و به ترکیبات مشخصی ترکیب شوند.

 

آمیختن و ذوب مواد :

مواد اولیه انتخاب شده با دقت در کوره‌های ذوب فلزات ذوب می‌شوند و پس از ذوب کامل، به دقت مخلوط می‌شوند تا ترکیب مطلوبی از عناصر فلزی به دست آید.

 

ریخته‌گری :

بعد از ذوب و آمیختن، آلیاژ در قالب‌های مناسب ریخته می‌شود. این قالب‌ها می‌توانند قالب‌های متفاوتی باشند که بسته به کاربردهای نهایی محصول، شکل و ابعاد مختلفی دارند.

 

تشکیل دهی و حرارت‌دهی :

بعد از ریخته‌گری، آلیاژ شکل داده و به حرارت‌دهی می‌گردد. در این مرحله، آلیاژ با دقت به دماها و زمان‌های مشخصی تحت حرارت‌دهی قرار می‌گیرد تا ساختار داخلی و ویژگی‌های مکانیکی مطلوب به دست آید.

 

پردازش نهایی :

پس از حرارت‌دهی، محصول نهایی با دقت مورد بررسی قرار می‌گیرد و اگر لازم با فرآیندهای پردازشی اضافی مانند ماشینکاری، تراشکاری یا سایر فرآیندهای نهایی دیگر، شکل داده می‌شود تا به محصول نهایی دلخواه برسد.

 

این فرآیند تولید به طور کلی شامل مراحل ذوب، ریخته‌گری، حرارت‌دهی و پردازش نهایی است که بسته به نیازها و کاربردهای مختلف، ممکن است تغییر کند.

 

استاندارد آلیاژ 17-4PH

آلیاژ 17-4PH توسط چند استاندارد معتبر صنعتی تأیید شده است که به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. استانداردهای اصلی این آلیاژ عبارتند از :

 

استاندارد A 693 از ASTM (American Society for Testing and Materials) : این استاندارد شرایط و مشخصات مورد نیاز برای فولادهای استنلس استیل 17-4PH را تعیین می‌کند. این شرایط شامل مواردی نظیر ترکیب شیمیایی، ویژگی‌های مکانیکی، روش‌های آزمایش و تست، و سایر الزامات مربوط به استفاده از این آلیاژ در تولید و کاربردهای مختلف می‌شود.

 

استاندارد SA 693 از ASME (American Society of Mechanical Engineers) : این استاندارد نیز مشخصات فنی و مواد مورد استفاده برای فولاد 17-4PH را تعیین می‌کند. ASME یکی از مهم‌ترین سازمان‌هایی است که در زمینه استانداردهای مرتبط با مهندسی و فناوری مورد اعتماد جهانی فعالیت می‌کند.

 

استاندارد 5604 از AMS (Aerospace Material Specifications) : این استاندارد برای تعیین ویژگی‌ها و شرایط استفاده از مواد در صنایع هوافضا و فضایی به‌کار می‌رود. AMS 5604 به‌طور خاص شرایط استفاده از فولاد 17-4PH را مشخص می‌کند، از جمله مواردی مانند شرایط حرارت‌دهی، خواص مکانیکی، و غیره.

 

این استانداردها با تضمین کیفیت و تطابق با الزامات فنی، به تولید کنندگان و کاربران این آلیاژ اطمینان می‌دهند که محصولات آن‌ها با استانداردهای بین‌المللی مطابقت دارند و به‌صورت ایمن و موثر در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

ترکیبات شیمیایی آلیاژ 17-4PH

ترکیبات شیمیایی آلیاژ 17-4PH شامل مجموعه‌ای از عناصر فلزی است که به طور کلی عبارتند از :

 

کربن (C) :

کربن حضور در آلیاژ به مقدار بسیار کمی دارد و معمولاً در حدود 0.07% وجود دارد. این مقدار کربن به استحکام و سختی آلیاژ کمک می‌کند.

 

سیلیسیم (Si) :

سیلیسیم نیز به مقدار کم حضور دارد و عمدتاً برای کنترل ساختار داخلی آلیاژ و بهبود خواص آن استفاده می‌شود.

 

منگنز (Mn) :

منگنز به مقدار کم حضور دارد و وظیفه‌ای مشابه سیلیسیم دارد که در بهبود ساختار داخلی و خواص مکانیکی آلیاژ نقش دارد.

 

فسفر (P) : 

مقدار بسیار کمی فسفر در آلیاژ حضور دارد و عمدتاً برای کنترل ساختار داخلی و بهبود ویژگی‌های مکانیکی استفاده می‌شود.

 

کروم (Cr) :

کروم یکی از عناصر اصلی در این آلیاژ است و به مقدار حدود 15-17% وجود دارد. کروم باعث مقاومت آلیاژ در برابر خوردگی و اکسیداسیون می‌شود.

 

مولیبدن (Mo) :

مولیبدن نیز به مقدار کمی در آلیاژ حضور دارد و عمدتاً برای افزایش مقاومت در برابر خستگی و پایداری ساختاری آلیاژ استفاده می‌شود.

 

نیکل (Ni) :

نیکل به مقدار 3-5% در آلیاژ حضور دارد و به عنوان یکی از عناصر اصلی در تقویت و افزایش مقاومت مکانیکی و تغییر شکل آلیاژ مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

مس (Cu) :

مس به مقدار 3-5% در آلیاژ حضور دارد و به عنوان یک عنصر آلیاژی برای افزودن مقاومت در برابر خوردگی و تقویت مکانیکی آلیاژ مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

این ترکیبات شیمیایی به طور کلی تشکیل‌دهنده آلیاژ 17-4PH هستند و ویژگی‌های مختلف آن را تعیین می‌کنند.

 

ویژگی‌های آلیاژ 17-4PH

ویژگی‌های آلیاژ 17-4PH شامل موارد زیر است : 

 

مقاومت در برابر خوردگی :

آلیاژ 17-4PH دارای مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی است، از جمله خوردگی تنشی، خوردگی ناشی از تماس با مواد شیمیایی، و همچنین خوردگی خورنده.

 

مقاومت مکانیکی بالا :

این آلیاژ دارای استحکام تسلیم و استحکام کششی بسیار بالایی است که به طور قابل توجهی بالاتر از فولادهای ضدزنگ معمولی می‌باشد. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که آلیاژ 17-4PH برای کاربردهایی که نیاز به استحکام مکانیکی بالا دارند، مناسب باشد.

 

پاسخ به حرارت دهی :

آلیاژ 17-4PH قابلیت پاسخ خوبی به فرآیندهای حرارتی مختلف را داراست. این آلیاژ از مراحل آهنگری و حرارت دهی سخت‌کاری گرفته تا آنیل و آستنیتیزه شدن را طی کرده و ویژگی‌های مکانیکی و ساختاری آن را بهبود می‌بخشد.

 

استحکام در دمای بالا :

آلیاژ 17-4PH در دماهای بالا همچنان استحکام خود را حفظ می‌کند که این ویژگی آن را برای کاربردهایی در شرایط دمایی بالا، مانند در صنایع هوا و فضا، مناسب می‌سازد.

 

کارایی در محیط‌های خاص :

این آلیاژ به خوبی در محیط‌هایی که شرایط خاصی مانند دما، فشار، و حضور مواد شیمیایی خورنده دارند، عمل می‌کند. به عنوان مثال، در صنایع نفت و گاز، صنایع شیمیایی، و صنایع مواد غذایی کاربرد دارد.

 

پردازش و شکل‌دهی :

آلیاژ 17-4PH قابلیت پردازش و شکل‌دهی مناسبی دارد که این امکان را فراهم می‌کند تا به راحتی به اشکال و ابعاد مختلف تبدیل شود و برای استفاده در محصولات متنوع مناسب باشد.

 

خواص مکانیکی

خواص مکانیکی فولاد 17-4PH در دو شرایط مختلف به شرح زیر است :

 

در شرایطی که آلیاژ 17-4PH به مدت 4 ساعت در دمای 496 درجه سانتی‌گراد (925 درجه فارنهایت) تحت عملیات سخت‌کاری قرار می‌گیرد و سپس با کمک هوا خنک می‌شود (خنک‌کاری آهسته)، خواص مکانیکی زیر حاصل می‌شود (مقادیر حداقل) :

 

استحکام تسلیم : 155 ksi یا 1070 مگاپاسکال

استحکام کششی نهایی : 170 ksi یا 1170 مگاپاسکال

افزایش طول (در هر 2 اینچ) : حداقل 8 درصد

در شرایط دیگر، آلیاژ 17-4PH به مدت 4 ساعت در دمای 593 درجه سانتی‌گراد (1100 درجه فارنهایت) تحت عملیات سخت‌کاری قرار می‌گیرد و سپس با کمک هوا خنک می‌شود (خنک‌کاری آهسته)، خواص مکانیکی زیر حاصل می‌شود (حداقل مقادیر) :

 

استحکام تسلیم : 115 ksi یا 790 مگاپاسکال

استحکام کششی نهایی : 140 ksi یا 965 مگاپاسکال

افزایش طول (در هر 2 اینچ) : حداقل 10 درصد

این خواص مکانیکی نشان دهنده قدرت و مقاومت فولاد 17-4PH در شرایط مختلف تحت عملیات سخت‌کاری و حرارت می‌باشند، که این ویژگی‌ها آن را به یک گزینه مطلوب برای بسیاری از کاربردهای صنعتی، از جمله صنایع هوافضا، صنایع نفت و گاز، و غیره، تبدیل کرده است.

 

خواص فیزیکی

خواص فیزیکی آلیاژ 17-4PH به شرح زیر می‌باشد :

 

چگالی : 280 پوند بر اینچ مکعب یا معادل 7.75 گرم بر سانتی‌متر مکعب می‌باشد.

 

ظرفیت گرمایی ویژه : در دمای 70 درجه فارنهایت، 11 بی تی یو بر پوند بر درجه فارنهایت یا 460 ژول بر کیلوگرم در کلوین می‌باشد.

 

مدول الاستیسیته : 5 میلیون psi یا 196 گیگاپاسکال می‌باشد.

 

رسانای گرمایی : در دمای 70 درجه فارنهایت، 6 بی تی یو بر ساعت بر مجذور فوت بر فوت بر درجه فارنهایت یا معادل 18.3 وات بر متر در درجه سانتی‌گراد می‌باشد.

 

محدوده ذوب : این آلیاژ دارای محدوده ذوب بین 2560 تا 2625 درجه فارنهایت یا معادل 1404 تا 1440 درجه سانتی‌گراد می‌باشد.

 

مقاومت الکتریکی : در دمای 75 درجه فارنهایت، 5 میکرو اهم در اینچ یا معادل 75 میکرواهم در سانتی‌متر می‌باشد.

 

ضریب انبساط گرمایی آلیاژ 17-4PH :

در محدوده دمایی 70 الی 800 درجه فارنهایت یا معادل 21 الی 427 درجه سانتی‌گراد، ضریب انبساط گرمایی آلیاژ 17-4PH حدوداً 6.3 میکرو اینچ بر اینچ در درجه فارنهایت یا معادل 11.3 میکرومتر بر متر در درجه سانتی‌گراد می‌باشد.

 

ضریب انبساط گرمایی آلیاژ 17-4PH در محدوده دمایی 70 تا 800 درجه فارنهایت (21 تا 427 درجه سلسیوس)، 6.3 میکرو اینچ بر اینچ در درجه فارنهایت یا معادل 11.3 میکرومتر بر متر در درجه سلسیوس می‌باشد. این ضریب انبساط گرمایی نشان دهنده نسبت تغییر طول یک واحد حجم ماده به تغییر درجه حرارت آن است.

 

کاربردهای استیل 17-4PH

استیل 17-4PH به دلیل ویژگی‌های برجسته‌ای که داراست، در صنایع گوناگون به عنوان یک ماده بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. کاربردهای این آلیاژ شامل اما محدود به موارد زیر نمی‌شود :

 

ساخت قطعات و سازه‌های هوا و فضا : استیل 17-4PH برای ساخت قطعات مهم و حیاتی در صنایع هوافضا و فضایی به‌کار می‌رود، به عنوان مثال اجزای موتورهای فضایی، قطعات سیستم‌های جت‌پرایز، و سایر اجزا با مقاومت بالا در برابر شرایط فضایی سخت.

 

تجهیزات مهندسی 

استیل 17-4PH در تولید و ساخت انواع تجهیزات مهندسی از جمله تجهیزات پمپاژ، شافت‌ها، و دیگر قطعات مکانیکی با مقاومت بالا به‌کار می‌رود.

 

پیچ و چرخ دنده‌ها 

این آلیاژ برای تولید پیچ و چرخ دنده‌ها با قابلیت مقاومت بالا در برابر فشار و خستگی استفاده می‌شود.

 

سوپاپ‌های توربین 

استیل 17-4PH در ساخت سوپاپ‌های مورد استفاده در توربین‌های بخار و گاز به دلیل مقاومت بالا در برابر فشار و دما مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

تجهیزات و قطعات مورد نیاز در فراوری مواد غذایی 

این آلیاژ برای تولید ابزارها و قطعاتی که در صنایع فراوری مواد غذایی استفاده می‌شوند به کار می‌رود، به‌عنوان مثال کاربرد در تولید تجهیزات خوراکی یا مخازن ذخیره‌سازی مواد غذایی.

 

صنایع پالایشگاه، نفت و گاز 

استیل 17-4PH به‌خوبی در شرایط مختلف صنایع نفت و گاز کاربرد دارد، از جمله در تولید و نگهداری انواع تجهیزاتی مانند لوله‌ها، شیرآلات، و تجهیزات پالایشگاهی.

 

بیوشیمی 

در صنایع بیوتکنولوژی و بیوشیمی، استفاده از این آلیاژ برای تولید انواع تجهیزات و دستگاه‌هایی که در فرآیندهای بیوشیمیایی استفاده می‌شوند رایج است.

 

تجهیزات مورد نیاز جهت ذخیره‌سازی زباله‌های هسته‌ای 

به‌دلیل مقاومت بالای خود در برابر اثرات محیطی و دما، استیل 17-4PH برای ساخت تجهیزاتی که در ذخیره‌سازی زباله‌های هسته‌ای استفاده می‌شوند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

با توجه به این کاربردهای گوناگون، استیل 17-4PH به عنوان یک ماده با مقاومت بالا و ویژگی‌های مناسب، در صنایع مختلف به عنوان یک گزینه بسیار محبوب و موثر شناخته شده است.

 

 

آلیاژ 17-4PH در مقایسه با فولاد ضد زنگ 304، در بسیاری از محیط‌های خورنده عملکرد مشابهی دارد و هر دو آلیاژ از مقاومت مشابهی در برابر خوردگی برخوردارند. با این حال، مقایسه‌ها نشان می‌دهد که 17-4PH در مقابل فولادهای ضد زنگ گرید 400، بهبود‌های قابل توجهی دارد و عملکرد بهتری را ارائه می‌دهد.

 

همچنین، این آلیاژ در کاربردهایی مانند صنایع شیمیایی، لبنیات، صنایع غذایی، و تولید کاغذ مشابه آلیاژ 304L عمل می‌کند، به ویژه در مواردی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و شرایط سخت دیگری دارند.

 

همچنین، لازم به ذکر است که آلیاژ 17-4PH حساسیت به ترک خوردگی ناشی از تنش‌های کلریدی را نیز نشان می‌دهد، بنابراین در مواردی که با این نوع خوردگی مواجه هستید، باید این نکته را در نظر داشته باشید و اقدامات مناسب را برای پیشگیری از آن انجام دهید.

 

ساخت و پردازش

ساخت و پردازش آلیاژ 17-4PH با استفاده از روش‌های استاندارد و متداول در صنایع مختلف امکان‌پذیر است. در زیر به مراحل مختلف ساخت و پردازش این آلیاژ اشاره شده است :

 

شکل‌دهی گرم :

آلیاژ 17-4PH باید در محدوده دمایی 1742 الی 2192 درجه فارنهایت (950 الی 1200 درجه سانتی‌گراد) تحت فرایند شکل‌دهی داغ قرار بگیرد. پس از شکل‌دهی، فولاد باید تا دمای کمتر از 76 درجه فارنهایت (25 درجه سانتی‌گراد) خنک شود.

 

شکل‌دهی سرد :

شکل‌دهی سرد این آلیاژ به سختی انجام می‌شود. این فرایند زمانی انجام می‌شود که صفحات فولاد به طور کامل آنیل شده باشند. همچنین، شکل‌دهی سرد باعث مقاومت بیشتر فولاد در برابر خوردگی‌های تنشی می‌شود.

 

جوشکاری :

آلیاژ 17-4PH قابلیت جوشکاری با استفاده از روش‌های متداول و استاندارد مانند PAW، SMAW، GTAW و GMAW را دارد.

 

ماشینکاری :

این آلیاژ را می‌توان در هر شرایطی تحت ماشینکاری قرار داد. پارامترها و مشخصات مربوط به ماشینکاری آلیاژ 17-4PH باید با میزان سختی فلز تطبیق داده شود. برای ماشینکاری این آلیاژ، استفاده از ماشین‌هایی با دور چرخش بالا توصیه می‌شود.

 

این روش‌ها به‌طور کلی برای ساخت و پردازش آلیاژ 17-4PH استفاده می‌شوند، اما باید توجه داشت که هر فرآیند باید با دقت و به دنبال رعایت شرایط مناسب انجام شود تا بهترین نتیجه و عملکرد ممکن حاصل شود.

 

معایب

به علت ویژگی‌های خاص و مفید آلیاژ 17-4PH، این آلیاژ نسبت به بسیاری از مواد دیگر مزایای زیادی دارد؛ اما همچنین برخی معایب نیز دارد که در استفاده‌های خاص ممکن است مورد توجه قرار گیرد.
برخی از معایب آلیاژ 17-4PH عبارتند از :

 

هزینه :

تولید و فرآوری آلیاژ 17-4PH هزینه‌بر است، به خصوص در مقایسه با فولادهای معمولی. هزینه‌های بالای تولید و پردازش ممکن است برخی از فعالیت‌های صنعتی را بازدار کند.

 

حساسیت به ترک خوردگی :

مانند بسیاری از آلیاژهای فولادی، 17-4PH نیز حساس به ترک خوردگی ناشی از تنش‌های کلریدی است. بنابراین، در محیط‌هایی که حاوی کلریدها هستند، این آلیاژ ممکن است به آسیب‌پذیری بیشتری برخورد کند.

 

پردازش دشوار :

پردازش و شکل‌دهی آلیاژ 17-4PH نسبتاً دشوار است، به ویژه در مقایسه با فولادهای ساده‌تر. این موضوع ممکن است به مشکلات در تولید و صنعت موادی که از این آلیاژ استفاده می‌کنند، منجر شود.

 

مقاومت متغیر :

مقاومت آلیاژ 17-4PH ممکن است به طور متغیر باشد و با تغییرات دما و فرآیندهای پردازشی مختلف تغییر کند. این مسئله ممکن است در برنامه‌هایی که نیاز به مقاومت دقیق و پایدار دارند، مشکل‌ساز باشد.

 

پرسش‌های محیطی :

همانند بسیاری از آلیاژهای فولادی دیگر، 17-4PH نیز در برابر برخی عوامل محیطی مانند اکسیداسیون و خوردگی حساس است که ممکن است به کاهش عمر مفید قطعات و سازه‌های ساخته شده از آن منجر شود.

 

به طور کلی، علیرغم مزایای فراوان آلیاژ 17-4PH، این آلیاژ نیز دارای معایب و محدودیت‌هایی است که باید در نظر گرفته شود و در انتخاب و استفاده از آن‌ها دقت شود.

فولاد A105

A105 steel

 

در بسیاری از صنایع فولادی، نیاز به موادی با خصوصیات ویژه‌ای از جمله مقاومت در برابر دماهای بالا و ضدزنگ بودن وجود دارد. استنلس استیل 17-4PH، با شماره آلیاژی 1.4542، یکی از موادی است که توانایی ارائه این ویژگی‌ها را دارا می‌باشد و به عنوان سیم جوش و میلگرد در بازار موجود است.

 

این آلیاژ از استنلس استیل با ترکیب شیمیایی دقیقی تشکیل شده است که به آن امکان می‌دهد در شرایط مختلف، به‌خصوص در دماهای بالا، استحکام بالایی از خود نشان دهد. علاوه بر این، مقاومت به خوردگی این آلیاژ با استیل 304 قابل مقایسه بوده و حتی از برخی از فولاد‌های سری 400 نیز بیشتر است.

 

به عنوان مثال، در دماهای تا حدود 600 درجه فارنهایت (316 درجه سانتیگراد)، استنلس استیل 17-4PH همچنان مقاومت خود را حفظ می‌کند. این ویژگی‌ها این آلیاژ را به یک انتخاب مناسب برای بسیاری از برنامه‌های صنعتی، از جمله صنایع هوافضا، خودروسازی، دریایی، و ساخت و ساز، تبدیل کرده است.

 

میلگرد استیل 17-4PH یا همان 630، با توجه به خصوصیات خاصی که دارد، به طور ویژه در برابر حرارت بالا، عوامل جوی، و گازها مقاومت بالایی ارائه می‌دهد. این ویژگی‌ها باعث شده که در صنایع مختلفی نظیر صنایع نفت و گاز، صنایع غذایی، هوافضا و فضا، و غیره، به عنوان یک ماده مورد استفاده قرار گیرد.

 

در صنایع نفت و گاز، که بیشتر در معرض شرایط سختی نظیر فشار و دماهای بالا قرار دارند، استفاده از استیل 17-4PH به عنوان یک ماده با قدرت و مقاومت بیشتر، امری ضروری است. همچنین، در صنایع غذایی که نیاز به موادی با خصوصیات بهداشتی و مقاومت در برابر شرایط محیطی دارند، استفاده از این استیل متداول است.

 

علاوه بر این، استیل 17-4PH به علت ویژگی‌های خاص خود، از جمله مقاومت بالا و قدرت فشاری، قیمتی بالاتر از استیل‌های گرید 304 و 430 دارد. اما این قیمت بالاتر با توجه به عمر طولانی‌تر و کارایی بهتر در شرایط سخت، هزینه تعمیرات و نگهداری را کاهش می‌دهد و در نهایت به صرفه‌تر می‌باشد.

 

استیل 17-4PH، که در استاندارد آلمانی به نام فولاد 1.4542 و در استانداردهای دیگر با نام‌های دیگری از جمله UNS S17400 و AISI 630 شناخته می‌شود، یکی از آلیاژهای مهم در دسته استنلس استیل است. این آلیاژ با مشخصه X5CrNiCuNb16-4 نیز شناخته می‌شود. در انواع صنایع، به ویژه در صنایعی که نیاز به موادی با مقاومت بالا در دماهای بالا دارند، استفاده از استیل 17-4PH رایج است.

 

ترکیب شیمیایی استیل 17-4PH به آن امکان می‌دهد که در شرایط مختلف، به ویژه در مواجهه با شرایط سختی مانند دماهای بالا، خاصیت مقاومت بالایی از خود نشان دهد. از این رو، استفاده از این آلیاژ در تولید قطعات و محصولاتی که در شرایطی نیازمند مقاومت و عمر طولانی هستند، بسیار مفید است.

تاریخچه

آلیاژ 17-4PH در دهه 1940 توسط شرکت آمریکایی Armco Steel Corporation توسعه یافت. این آلیاژ ابتدا به عنوان یک جایگزین مناسب برای فولادهای ضد زنگ در برخی از کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار گرفت. توانایی آلیاژ 17-4PH در مقاومت در برابر خوردگی، دماهای بالا، و فشارهای بالا باعث شد که به مرور زمان در صنایعی مانند صنایع هوا و فضا، صنایع نفت و گاز، صنایع غذایی، و دیگر صنایع با نیازهای ویژه و انواع مختلفی از محیط‌های کاری مورد استفاده قرار گیرد. این آلیاژ هنوز هم در بسیاری از کاربردهای صنعتی به عنوان یک ماده با عملکرد بالا و ویژگی‌های مطلوب مورد توجه است.

 

فرآیند تولید

فرآیند تولید آلیاژ 17-4PH شامل چند مرحله اصلی است که در زیر توضیح داده شده است :

 

آماده‌سازی مواد اولیه :

این فرآیند شروع می‌شود با جمع‌آوری و انتخاب مواد اولیه مناسب برای ساخت آلیاژ، از جمله آهن، کروم، نیکل، مس و سایر عناصر فلزی مورد نیاز. این مواد باید با دقت بالا انتخاب شوند و به ترکیبات مشخصی ترکیب شوند.

 

آمیختن و ذوب مواد :

مواد اولیه انتخاب شده با دقت در کوره‌های ذوب فلزات ذوب می‌شوند و پس از ذوب کامل، به دقت مخلوط می‌شوند تا ترکیب مطلوبی از عناصر فلزی به دست آید.

 

ریخته‌گری :

بعد از ذوب و آمیختن، آلیاژ در قالب‌های مناسب ریخته می‌شود. این قالب‌ها می‌توانند قالب‌های متفاوتی باشند که بسته به کاربردهای نهایی محصول، شکل و ابعاد مختلفی دارند.

 

تشکیل دهی و حرارت‌دهی :

بعد از ریخته‌گری، آلیاژ شکل داده و به حرارت‌دهی می‌گردد. در این مرحله، آلیاژ با دقت به دماها و زمان‌های مشخصی تحت حرارت‌دهی قرار می‌گیرد تا ساختار داخلی و ویژگی‌های مکانیکی مطلوب به دست آید.

 

پردازش نهایی :

پس از حرارت‌دهی، محصول نهایی با دقت مورد بررسی قرار می‌گیرد و اگر لازم با فرآیندهای پردازشی اضافی مانند ماشینکاری، تراشکاری یا سایر فرآیندهای نهایی دیگر، شکل داده می‌شود تا به محصول نهایی دلخواه برسد.

 

این فرآیند تولید به طور کلی شامل مراحل ذوب، ریخته‌گری، حرارت‌دهی و پردازش نهایی است که بسته به نیازها و کاربردهای مختلف، ممکن است تغییر کند.

 

استانداردهای آلیاژ 17-4PH

آلیاژ 17-4PH توسط چند استاندارد معتبر صنعتی تأیید شده است که به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. استانداردهای اصلی این آلیاژ عبارتند از :

 

استاندارد A 693 از ASTM (American Society for Testing and Materials) : این استاندارد شرایط و مشخصات مورد نیاز برای فولادهای استنلس استیل 17-4PH را تعیین می‌کند. این شرایط شامل مواردی نظیر ترکیب شیمیایی، ویژگی‌های مکانیکی، روش‌های آزمایش و تست، و سایر الزامات مربوط به استفاده از این آلیاژ در تولید و کاربردهای مختلف می‌شود.

 

استاندارد SA 693 از ASME (American Society of Mechanical Engineers) : این استاندارد نیز مشخصات فنی و مواد مورد استفاده برای فولاد 17-4PH را تعیین می‌کند. ASME یکی از مهم‌ترین سازمان‌هایی است که در زمینه استانداردهای مرتبط با مهندسی و فناوری مورد اعتماد جهانی فعالیت می‌کند.

 

استاندارد 5604 از AMS (Aerospace Material Specifications) : این استاندارد برای تعیین ویژگی‌ها و شرایط استفاده از مواد در صنایع هوافضا و فضایی به‌کار می‌رود. AMS 5604 به‌طور خاص شرایط استفاده از فولاد 17-4PH را مشخص می‌کند، از جمله مواردی مانند شرایط حرارت‌دهی، خواص مکانیکی، و غیره.

 

این استانداردها با تضمین کیفیت و تطابق با الزامات فنی، به تولید کنندگان و کاربران این آلیاژ اطمینان می‌دهند که محصولات آن‌ها با استانداردهای بین‌المللی مطابقت دارند و به‌صورت ایمن و موثر در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

ترکیبات شیمیایی 17-4PH

ترکیبات شیمیایی آلیاژ 17-4PH شامل مجموعه‌ای از عناصر فلزی است که به طور کلی عبارتند از :

 

کربن (C) :

کربن حضور در آلیاژ به مقدار بسیار کمی دارد و معمولاً در حدود 0.07% وجود دارد. این مقدار کربن به استحکام و سختی آلیاژ کمک می‌کند.

 

سیلیسیم (Si) :

سیلیسیم نیز به مقدار کم حضور دارد و عمدتاً برای کنترل ساختار داخلی آلیاژ و بهبود خواص آن استفاده می‌شود.

 

منگنز (Mn) :

منگنز به مقدار کم حضور دارد و وظیفه‌ای مشابه سیلیسیم دارد که در بهبود ساختار داخلی و خواص مکانیکی آلیاژ نقش دارد.

 

فسفر (P) :

مقدار بسیار کمی فسفر در آلیاژ حضور دارد و عمدتاً برای کنترل ساختار داخلی و بهبود ویژگی‌های مکانیکی استفاده می‌شود.

 

کروم (Cr) :

کروم یکی از عناصر اصلی در این آلیاژ است و به مقدار حدود 15-17% وجود دارد. کروم باعث مقاومت آلیاژ در برابر خوردگی و اکسیداسیون می‌شود.

 

مولیبدن (Mo) :

مولیبدن نیز به مقدار کمی در آلیاژ حضور دارد و عمدتاً برای افزایش مقاومت در برابر خستگی و پایداری ساختاری آلیاژ استفاده می‌شود.

 

نیکل (Ni) :

نیکل به مقدار 3-5% در آلیاژ حضور دارد و به عنوان یکی از عناصر اصلی در تقویت و افزایش مقاومت مکانیکی و تغییر شکل آلیاژ مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

مس (Cu) :

مس به مقدار 3-5% در آلیاژ حضور دارد و به عنوان یک عنصر آلیاژی برای افزودن مقاومت در برابر خوردگی و تقویت مکانیکی آلیاژ مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

این ترکیبات شیمیایی به طور کلی تشکیل‌دهنده آلیاژ 17-4PH هستند و ویژگی‌های مختلف آن را تعیین می‌کنند.

 

ویژگی‌های آلیاژ 17-4PH

ویژگی‌های آلیاژ 17-4PH شامل موارد زیر است :

 

مقاومت در برابر خوردگی :

آلیاژ 17-4PH دارای مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی است، از جمله خوردگی تنشی، خوردگی ناشی از تماس با مواد شیمیایی، و همچنین خوردگی خورنده.

 

مقاومت مکانیکی بالا :

این آلیاژ دارای استحکام تسلیم و استحکام کششی بسیار بالایی است که به طور قابل توجهی بالاتر از فولادهای ضدزنگ معمولی می‌باشد. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که آلیاژ 17-4PH برای کاربردهایی که نیاز به استحکام مکانیکی بالا دارند، مناسب باشد.

 

پاسخ به حرارت دهی :

آلیاژ 17-4PH قابلیت پاسخ خوبی به فرآیندهای حرارتی مختلف را داراست. این آلیاژ از مراحل آهنگری و حرارت دهی سخت‌کاری گرفته تا آنیل و آستنیتیزه شدن را طی کرده و ویژگی‌های مکانیکی و ساختاری آن را بهبود می‌بخشد.

 

استحکام در دمای بالا :

آلیاژ 17-4PH در دماهای بالا همچنان استحکام خود را حفظ می‌کند که این ویژگی آن را برای کاربردهایی در شرایط دمایی بالا، مانند در صنایع هوا و فضا، مناسب می‌سازد.

 

کارایی در محیط‌های خاص :

این آلیاژ به خوبی در محیط‌هایی که شرایط خاصی مانند دما، فشار، و حضور مواد شیمیایی خورنده دارند، عمل می‌کند. به عنوان مثال، در صنایع نفت و گاز، صنایع شیمیایی، و صنایع مواد غذایی کاربرد دارد.

 

پردازش و شکل‌دهی :

آلیاژ 17-4PH قابلیت پردازش و شکل‌دهی مناسبی دارد که این امکان را فراهم می‌کند تا به راحتی به اشکال و ابعاد مختلف تبدیل شود و برای استفاده در محصولات متنوع مناسب باشد.

 

خواص مکانیکی

خواص مکانیکی فولاد 17-4PH در دو شرایط مختلف به شرح زیر است :

 

در شرایطی که آلیاژ 17-4PH به مدت 4 ساعت در دمای 496 درجه سانتی‌گراد (925 درجه فارنهایت) تحت عملیات سخت‌کاری قرار می‌گیرد و سپس با کمک هوا خنک می‌شود (خنک‌کاری آهسته)، خواص مکانیکی زیر حاصل می‌شود (مقادیر حداقل) :

 

استحکام تسلیم : 155 ksi یا 1070 مگاپاسکال

استحکام کششی نهایی : 170 ksi یا 1170 مگاپاسکال

افزایش طول (در هر 2 اینچ) : حداقل 8 درصد

 

در شرایط دیگر، آلیاژ 17-4PH به مدت 4 ساعت در دمای 593 درجه سانتی‌گراد (1100 درجه فارنهایت) تحت عملیات سخت‌کاری قرار می‌گیرد و سپس با کمک هوا خنک می‌شود (خنک‌کاری آهسته)، خواص مکانیکی زیر حاصل می‌شود (حداقل مقادیر) :

 

استحکام تسلیم : 115 ksi یا 790 مگاپاسکال

استحکام کششی نهایی : 140 ksi یا 965 مگاپاسکال

افزایش طول (در هر 2 اینچ) : حداقل 10 درصد

 

این خواص مکانیکی نشان دهنده قدرت و مقاومت فولاد 17-4PH در شرایط مختلف تحت عملیات سخت‌کاری و حرارت می‌باشند، که این ویژگی‌ها آن را به یک گزینه مطلوب برای بسیاری از کاربردهای صنعتی، از جمله صنایع هوافضا، صنایع نفت و گاز، و غیره، تبدیل کرده است.

 

خواص فیزیکی

خواص فیزیکی آلیاژ 17-4PH به شرح زیر می‌باشد :

 

چگالی : 280 پوند بر اینچ مکعب یا معادل 7.75 گرم بر سانتی‌متر مکعب می‌باشد.

ظرفیت گرمایی ویژه : در دمای 70 درجه فارنهایت، 11 بی تی یو بر پوند بر درجه فارنهایت یا 460 ژول بر کیلوگرم در کلوین می‌باشد.

مدول الاستیسیته : 5 میلیون psi یا 196 گیگاپاسکال می‌باشد.

رسانای گرمایی : در دمای 70 درجه فارنهایت، 6 بی تی یو بر ساعت بر مجذور فوت بر فوت بر درجه فارنهایت یا معادل 18.3 وات بر متر در درجه سانتی‌گراد می‌باشد.

محدوده ذوب : این آلیاژ دارای محدوده ذوب بین 2560 تا 2625 درجه فارنهایت یا معادل 1404 تا 1440 درجه سانتی‌گراد می‌باشد.

مقاومت الکتریکی : در دمای 75 درجه فارنهایت، 5 میکرو اهم در اینچ یا معادل 75 میکرواهم در سانتی‌متر می‌باشد.

ضریب انبساط گرمایی آلیاژ 17-4PH : در محدوده دمایی 70 الی 800 درجه فارنهایت یا معادل 21 الی 427 درجه سانتی‌گراد، ضریب انبساط گرمایی آلیاژ 17-4PH حدوداً 6.3 میکرو اینچ بر اینچ در درجه فارنهایت یا معادل 11.3 میکرومتر بر متر در درجه سانتی‌گراد می‌باشد.

 

ضریب انبساط گرمایی آلیاژ 17-4PH در محدوده دمایی 70 تا 800 درجه فارنهایت (21 تا 427 درجه سلسیوس)، 6.3 میکرو اینچ بر اینچ در درجه فارنهایت یا معادل 11.3 میکرومتر بر متر در درجه سلسیوس می‌باشد. این ضریب انبساط گرمایی نشان دهنده نسبت تغییر طول یک واحد حجم ماده به تغییر درجه حرارت آن است.

 

کاربردها

استیل 17-4PH به دلیل ویژگی‌های برجسته‌ای که داراست، در صنایع گوناگون به عنوان یک ماده بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. کاربردهای این آلیاژ شامل اما محدود به موارد زیر نمی‌شود :

 

ساخت قطعات و سازه‌های هوا و فضا 

استیل 17-4PH برای ساخت قطعات مهم و حیاتی در صنایع هوافضا و فضایی به‌کار می‌رود، به عنوان مثال اجزای موتورهای فضایی، قطعات سیستم‌های جت‌پرایز، و سایر اجزا با مقاومت بالا در برابر شرایط فضایی سخت.

 

تجهیزات مهندسی 

استیل 17-4PH در تولید و ساخت انواع تجهیزات مهندسی از جمله تجهیزات پمپاژ، شافت‌ها، و دیگر قطعات مکانیکی با مقاومت بالا به‌کار می‌رود.

 

پیچ و چرخ دنده‌ها 

این آلیاژ برای تولید پیچ و چرخ دنده‌ها با قابلیت مقاومت بالا در برابر فشار و خستگی استفاده می‌شود.

 

سوپاپ‌های توربین 

استیل 17-4PH در ساخت سوپاپ‌های مورد استفاده در توربین‌های بخار و گاز به دلیل مقاومت بالا در برابر فشار و دما مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

تجهیزات و قطعات مورد نیاز در فراوری مواد غذایی 

این آلیاژ برای تولید ابزارها و قطعاتی که در صنایع فراوری مواد غذایی استفاده می‌شوند به کار می‌رود، به‌عنوان مثال کاربرد در تولید تجهیزات خوراکی یا مخازن ذخیره‌سازی مواد غذایی.

 

صنایع پالایشگاه، نفت و گاز 

استیل 17-4PH به‌خوبی در شرایط مختلف صنایع نفت و گاز کاربرد دارد، از جمله در تولید و نگهداری انواع تجهیزاتی مانند لوله‌ها، شیرآلات، و تجهیزات پالایشگاهی.

 

بیوشیمی 

در صنایع بیوتکنولوژی و بیوشیمی، استفاده از این آلیاژ برای تولید انواع تجهیزات و دستگاه‌هایی که در فرآیندهای بیوشیمیایی استفاده می‌شوند رایج است.

 

تجهیزات مورد نیاز جهت ذخیره‌سازی زباله‌های هسته‌ای 

به‌دلیل مقاومت بالای خود در برابر اثرات محیطی و دما، استیل 17-4PH برای ساخت تجهیزاتی که در ذخیره‌سازی زباله‌های هسته‌ای استفاده می‌شوند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

با توجه به این کاربردهای گوناگون، استیل 17-4PH به عنوان یک ماده با مقاومت بالا و ویژگی‌های مناسب، در صنایع مختلف به عنوان یک گزینه بسیار محبوب و موثر شناخته شده است.

 

 

آلیاژ 17-4PH در مقایسه با فولاد ضد زنگ 304، در بسیاری از محیط‌های خورنده عملکرد مشابهی دارد و هر دو آلیاژ از مقاومت مشابهی در برابر خوردگی برخوردارند. با این حال، مقایسه‌ها نشان می‌دهد که 17-4PH در مقابل فولادهای ضد زنگ گرید 400، بهبود‌های قابل توجهی دارد و عملکرد بهتری را ارائه می‌دهد.

 

همچنین، این آلیاژ در کاربردهایی مانند صنایع شیمیایی، لبنیات، صنایع غذایی، و تولید کاغذ مشابه آلیاژ 304L عمل می‌کند، به ویژه در مواردی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و شرایط سخت دیگری دارند.

 

همچنین، لازم به ذکر است که آلیاژ 17-4PH حساسیت به ترک خوردگی ناشی از تنش‌های کلریدی را نیز نشان می‌دهد، بنابراین در مواردی که با این نوع خوردگی مواجه هستید، باید این نکته را در نظر داشته باشید و اقدامات مناسب را برای پیشگیری از آن انجام دهید.

 

 

ساخت و پردازش آلیاژ 17-4PH با استفاده از روش‌های استاندارد و متداول در صنایع مختلف امکان‌پذیر است. در زیر به مراحل مختلف ساخت و پردازش این آلیاژ اشاره شده است:

 

شکل‌دهی گرم:

آلیاژ 17-4PH باید در محدوده دمایی 1742 الی 2192 درجه فارنهایت (950 الی 1200 درجه سانتی‌گراد) تحت فرایند شکل‌دهی داغ قرار بگیرد. پس از شکل‌دهی، فولاد باید تا دمای کمتر از 76 درجه فارنهایت (25 درجه سانتی‌گراد) خنک شود.

 

شکل‌دهی سرد:

شکل‌دهی سرد این آلیاژ به سختی انجام می‌شود. این فرایند زمانی انجام می‌شود که صفحات فولاد به طور کامل آنیل شده باشند. همچنین، شکل‌دهی سرد باعث مقاومت بیشتر فولاد در برابر خوردگی‌های تنشی می‌شود.

 

جوشکاری:

آلیاژ 17-4PH قابلیت جوشکاری با استفاده از روش‌های متداول و استاندارد مانند PAW، SMAW، GTAW و GMAW را دارد.

 

ماشینکاری:

این آلیاژ را می‌توان در هر شرایطی تحت ماشینکاری قرار داد. پارامترها و مشخصات مربوط به ماشینکاری آلیاژ 17-4PH باید با میزان سختی فلز تطبیق داده شود. برای ماشینکاری این آلیاژ، استفاده از ماشین‌هایی با دور چرخش بالا توصیه می‌شود.

 

این روش‌ها به‌طور کلی برای ساخت و پردازش آلیاژ 17-4PH استفاده می‌شوند، اما باید توجه داشت که هر فرآیند باید با دقت و به دنبال رعایت شرایط مناسب انجام شود تا بهترین نتیجه و عملکرد ممکن حاصل شود.

 

 

به علت ویژگی‌های خاص و مفید آلیاژ 17-4PH، این آلیاژ نسبت به بسیاری از مواد دیگر مزایای زیادی دارد؛ اما همچنین برخی معایب نیز دارد که در استفاده‌های خاص ممکن است مورد توجه قرار گیرد. برخی از معایب آلیاژ 17-4PH عبارتند از:

 

هزینه:

تولید و فرآوری آلیاژ 17-4PH هزینه‌بر است، به خصوص در مقایسه با فولادهای معمولی. هزینه‌های بالای تولید و پردازش ممکن است برخی از فعالیت‌های صنعتی را بازدار کند.

 

حساسیت به ترک خوردگی:

مانند بسیاری از آلیاژهای فولادی، 17-4PH نیز حساس به ترک خوردگی ناشی از تنش‌های کلریدی است. بنابراین، در محیط‌هایی که حاوی کلریدها هستند، این آلیاژ ممکن است به آسیب‌پذیری بیشتری برخورد کند.

 

پردازش دشوار:

پردازش و شکل‌دهی آلیاژ 17-4PH نسبتاً دشوار است، به ویژه در مقایسه با فولادهای ساده‌تر. این موضوع ممکن است به مشکلات در تولید و صنعت موادی که از این آلیاژ استفاده می‌کنند، منجر شود.

 

مقاومت متغیر:

مقاومت آلیاژ 17-4PH ممکن است به طور متغیر باشد و با تغییرات دما و فرآیندهای پردازشی مختلف تغییر کند. این مسئله ممکن است در برنامه‌هایی که نیاز به مقاومت دقیق و پایدار دارند، مشکل‌ساز باشد.

 

پرسش‌های محیطی:

همانند بسیاری از آلیاژهای فولادی دیگر، 17-4PH نیز در برابر برخی عوامل محیطی مانند اکسیداسیون و خوردگی حساس است که ممکن است به کاهش عمر مفید قطعات و سازه‌های ساخته شده از آن منجر شود.

 

به طور کلی، علیرغم مزایای فراوان آلیاژ 17-4PH، این آلیاژ نیز دارای معایب و محدودیت‌هایی است که باید در نظر گرفته شود و در انتخاب و استفاده از آن‌ها دقت شود.

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.

آلیاژ نیمونیک گرید 90

Grade 90 nimonic alloy

 

آلیاژ نیمونیک گرید 90 در انواع میلگرد، لوله و ورق تولید می‌شود و از ترکیب عناصر نیکل، کروم، و کبالت به وجود آمده است. این آلیاژ، به دلیل پدیده سخت شدن بارشی، از افزایش استحکام بهره‌مند می‌شود.

 

معرفی آلیاژ نیمونیک 90

معرفی آلیاژ نیمونیک 90 نشان می‌دهد که این آلیاژ در برابر خزش و تنش‌هایی که در دماهای بالا (حداکثر 1740 درجه فارنهایت یا معادل 950 درجه سلسیوس) اتفاق می‌افتد، مقاوم است. این مقاومت باعث می‌شود که آلیاژ قابلیت ارائه عملکرد خوبی در شرایط انتقال دما و تنش مکانیکی بالا را داشته باشد. در واقع، این آلیاژ معمولاً در قسمت‌هایی از سازه‌ها استفاده می‌شود که در معرض دما و تنش مکانیکی زیادی قرار دارند.

استحکام و مقاومت بالای این آلیاژ در برابر خوردگی، دماهای بالا و اکسیداسیون، به دلیل حضور عناصر آلومینیوم و تیتانیوم در ترکیب آلیاژی آن است که در فرایند تولید آلیاژ اضافه شده‌اند.

 

تاریخچه آلیاژهای نیمونیک

تاریخچه آلیاژهای نیمونیک، به ویژه آلیاژ نیمونیک گرید 90، با توجه به تجارب و پیشرفت‌های متنوع در زمینه مهندسی مواد و فناوری فلزات پیش می‌رود. در اینجا یک نگاه کلی به تاریخچه این آلیاژها ارائه می‌شود :

 

پیدایش نیمونیک :

واژه “نیمونیک” به معنای “نیکل مونتاژ” (Nickel-Montage) است. این واژه نخستین بار توسط شرکت Special Metals Corporation در سال 1926 برای توصیف آلیاژهایی که از نیکل به عنوان اصلیترین عنصر استفاده می‌کنند، معرفی شد. آلیاژهای نیمونیک به عنوان گروهی از آلیاژهای فلزی با ترکیبات خاص شناخته می‌شوند که از نیکل به عنوان اصلیترین عنصر و حداقل یک عنصر دیگر به عنوان افزودنی استفاده می‌کنند.

 

پیدایش آلیاژ نیمونیک گرید 90 :

آلیاژ نیمونیک گرید 90 یکی از آلیاژهای نیمونیک پیشرفته و با کاربردهای گسترده است. تحقیقات و توسعه در زمینه فناوری مواد و مهندسی متالورژی باعث به وجود آمدن آلیاژهای نیمونیک با ویژگی‌های مکانیکی، حرارتی و خوردگی برتر شده است. آلیاژ نیمونیک 90 به خاطر خصوصیات منحصر به فردش و مقاومت در برابر دما و تنش مکانیکی بالا، در کاربردهایی مانند صنایع هوافضا، توربین‌های گازی، و صنایع نفت و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

توسعه و بهبودات :

در طول سال‌ها، تحقیقات و بهبودات در زمینه ترکیبات آلیاژی نیمونیک ادامه یافته و نسل‌های مختلفی از آلیاژها به بازار عرضه شده‌اند. هر نسل جدید آلیاژ نیمونیک با بهبودهایی در خصوصیات مکانیکی، حرارتی، و خوردگی طراحی شده است.

تاریخچه آلیاژهای نیمونیک به دلیل کاربردهای وسیع در صنایع پیچیده و مهم، همواره مورد توجه و تحقیقات بسیاری از مهندسان و محققان در حوزه فناوری مواد و فلزات قرار گرفته است.

 

فرایند تولید

فرایند تولید آلیاژ نیمونیک 90 یک فرایند پیچیده و دقیق است که شامل مراحل زیر می‌شود:

 

انتخاب و تهیه مواد اولیه :

این آلیاژ از ترکیب عناصر مختلفی از جمله نیکل، کروم، کبالت و سایر عناصر به میزان دقیق تشکیل شده است. مواد اولیه با کیفیت بالا و با دقت تهیه می‌شوند.

 

آمیختن و آلیاژسازی :

مواد اولیه مختلف به دقت با یکدیگر آمیخته و آلیاژسازی می‌شوند. این مرحله برای تضمین ترکیب دقیق و یکنواخت آلیاژ از اهمیت بسزایی برخوردار است.

 

فرآیند ذوب :

آلیاژ آمیخته شده در کوره‌های با دماهای بالا ذوب می‌شود. این فرآیند به منظور حصول بر یک ذره‌بندی یکنواخت و دقیق استفاده می‌شود.

 

شکل‌دهی و تشکیل قطعات :

آلیاژ در حالت مذاب به شکل‌دهی می‌پردازد. این شکل‌دهی ممکن است به وسیله ریخته‌گری، تزریق گاز، یا فرآیندهای دیگر صورت گیرد. در این مرحله، قطعات آلیاژ به شکلهای مختلف (مانند پره‌های توربین) تشکیل می‌شوند.

 

عملیات حرارتی :

پس از شکل‌دهی، قطعات آلیاژ ممکن است به عملیات حرارتی (heat treatment) تحت گذارده شوند. این فرآیند به منظور بهبود خصوصیات مکانیکی و حرارتی آلیاژ انجام می‌شود.

 

ماشینکاری و پس‌ازتراشی :

قطعات آلیاژ پس از فرآیندهای اصلی ممکن است نیاز به ماشینکاری یا تراشی داشته باشند تا به ابعاد و شکل نهایی برسند.

 

آزمون‌ها و کنترل کیفیت :

قبل از عرضه به بازار، قطعات آلیاژ نیمونیک گرید 90 مورد آزمون‌های مختلف مانند آزمون هسته‌ای، آزمون فلزیکی و آزمون تراکم الکتریکی قرار می‌گیرند تا اطمینان حاصل شود که خصوصیات مکانیکی و کیفیت مطلوبی دارند.

 

بسته‌بندی و عرضه به بازار :

پس از کنترل کیفیت، قطعات آلیاژ بسته‌بندی شده و جهت عرضه به بازار آماده می‌شوند.

 

ترکیبات شیمیایی

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 : به میزان متعادل

 

خصوصیات مکانیکی

خصوصیات مکانیکی آلیاژ نیمونیک 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

این خصوصیات مکانیکی نشان‌دهنده استحکام و مقاومت آلیاژ نیمونیک گرید 90 در شرایط خاص دما و تنش مکانیکی است. مهمترین ویژگی‌های این آلیاژ شامل تحمل به شرایط دمای بالا، مقاومت در برابر خزش، و استحکام مکانیکی مناسب است که آن را برای کاربردهایی نظیر پره‌های توربین گازی، ابزار گرم، قطعات اتومبیل و صنایع هوافضا مناسب می‌کند.

 

 

ویژگی‌های آلیاژ نیمونیک گرید 90 عبارتند از:

 

استحکام باالا :

دارای استحکام کششی بالا است که آن را برای استفاده در شرایطی که تنش مکانیکی زیادی وجود دارد، مناسب می‌کند.

 

تحمل به دماهای بالا :

مقاومت در برابر دماهای بسیار بالا تا 1000 درجه سلسیوس (1832 درجه فارنهایت) دارد، که این ویژگی آن را برای کاربردهایی در شرایط حرارتی خاص، نظیر پره‌های توربین گازی، مناسب می‌کند.

 

مقاومت در برابر خزش :

دارای مقاومت خوبی در برابر خزش (Creep Resistance) در دماهای بالا است که از آن به عنوان یک ویژگی مهم در تولید پره‌های توربین استفاده می‌شود.

 

افزایش طول نسبی بالا :

دارای افزایش طول نسبی بالاست که نشان‌دهنده قابلیت تغییر شکل قبل از شکست در شرایط تنش مکانیکی است.

 

ضریب کاهش مقطع بالا :

با توجه به ضریب کاهش مقطع بالا، در شرایط خطرناک تنش، این آلیاژ به طور مثبت عمل می‌کند و از شکست جلوگیری می‌کند.

 

کارایی در محیط‌های خورنده :

مقاومت بالا در برابر خوردگی و اکسیداسیون، به دلیل وجود عناصر مقاوم در آلیاژ نظیر کروم و تیتانیوم.

 

استفاده در صنایع مختلف :

قابلیت استفاده در صنایع متنوع از جمله هوافضا، صنایع نفت و گاز، اتومبیل‌سازی و غیره.

 

ماشینکاری و شکل‌پذیری مناسب :

قابلیت ماشینکاری با روش‌های معمولی و تغییر شکل با استفاده از روش‌های معمولی را داراست.

 

قابلیت جوشکاری :

امکان جوشکاری با استفاده از روش‌های معمولی با حفظ ویژگی‌های مکانیکی و حرارتی.

 

 

قابلیت ماشینکاری و شکل‌پذیری :

آلیاژ نیمونیک 90، پس از انجام عملیات حرارتی، توانمندی خوبی در زمینه ماشینکاری و تغییر شکل دارد. عملیات ماشینکاری این آلیاژ با استفاده از روش‌های متداول و با استفاده از مواد خنک کننده مناسب انجام می‌شود. اگر قطعه کار به فعالیت‌هایی که نیاز به سرعت بالای ماشینکاری دارند (مانند فرزکاری، تراشکاری، و سنگ‌زنی) تحت وفقت قرار گیرد، حتماً باید از آب به عنوان مایع خنک کننده استفاده شود.

همچنین، در زمان انجام تراشی داخلی، سوراخ کاری، و قلاویز زنی، استفاده از یک روان‌کننده قوی و مؤثر ضروری است. از سوی دیگر، تغییر شکل و فرم آلیاژ نیمونیک گرید 90 به کمک روش‌های معمولی نیز امکان‌پذیر است.

 

 

شرایط و ضوابط موجود برای جوشکاری آلیاژ نیمونیک گرید 90 :

 

روش‌های جوشکاری :

می‌توان از روش‌های جوشکاری معمولی و اصولی مانند TIG (Tungsten Inert Gas) یا MIG (Metal Inert Gas) برای جوشکاری آلیاژ نیمونیک 90 استفاده کرد.

 

مواد جوشکاری :

از سوزن‌ها و سیم‌های جوشکاری با ترکیبات مناسب و با کیفیت برای جوشکاری این آلیاژ استفاده کنید.

 

میزان حرارت :

دمای مناسب جوشکاری باید با توجه به خصوصیات آلیاژ تنظیم شود. حتماً دمای جوشکاری باید در محدوده مناسب برای این آلیاژ (کمتر از 1740 درجه فارنهایت یا معادل 950 درجه سلسیوس) باشد.

 

گاز محافظ :

برای جلوگیری از اکسیداسیون و حفظ کیفیت جوش، از گازهای محافظ مانند آرگون استفاده کنید.

 

پس از جوشکاری :

برای بهبود ویژگی‌های مکانیکی، عملیات حرارتی پس از جوشکاری را در نظر بگیرید. این مرحله باعث کاهش تنش‌های داخلی و بهبود استحکام جوش می‌شود.

 

آزمون و کنترل کیفیت :

بر اساس استانداردهای مربوطه، آزمون‌های غیرمخرب مانند آزمون هسته‌ای، آزمون فلزیکی و آزمون تراکم الکتریکی انجام دهید تا اطمینان حاصل کنید که جوش با کیفیت مطلوبی ایجاد شده است.

توجه داشته باشید که همواره باید به استانداردها و راهنمایی‌های تولیدکننده آلیاژ توجه کرده و شرایط خاص جوشکاری را بر اساس نیازهای خود تنظیم کنید.

 

رسانایی گرمایی در دماهای مختلف

رسانایی گرمایی آلیاژ نیمونیک گرید 90 در دماهای مختلف به صورت زیر است:

 

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

 

این اطلاعات نشان‌دهنده توانایی آلیاژ نیمونیک گرید 90 در انتقال حرارت در دماهای مختلف می‌باشد.

 

جزئیات کشش برای آلیاژ نیمونیک گرید 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

این مقادیر نشان‌دهنده خصوصیات مکانیکی آلیاژ نیمونیک گرید 90 در شرایط مشخص دمای 20 درجه سلسیوس می‌باشد.

 

کاربرد های نیمونیک گرید 90

آلیاژ نیمونیک گرید 90 به دلیل ویژگی‌های مناسب خود در شرایط دما و تنش مکانیکی بالا، در صنایع مختلف به کار می‌رود. برخی از کاربردهای اصلی این آلیاژ عبارتند از: 

 

ساخت پره توربین‌های گازی :

در تولید پره‌های توربین گازی که در شرایط دمای بالا، خزش و تنش مکانیکی بالا قرار دارند، از آلیاژ نیمونیک گرید 90 استفاده می‌شود.

 

ابزارهای گرم :

این آلیاژ در تولید ابزارها و قطعات گرم به کار می‌رود که تحت دماهای بالا کار می‌کنند، اما با استحکام و مقاومت مناسب به تنش‌های مکانیکی نیز تحمل می‌کنند.

 

قطعات اتومبیل :

در صنعت خودرو، آلیاژ نیمونیک گرید 90 در ساخت قطعاتی مانند سوپر شارژ و توربو شارژ، سوپاپ‌های موتور و سایر قطعات تحت تنش و دمای بالا به کار می‌رود.

 

قطعات هوافضا :

در صنایع هوافضا و هوانوردی نیز از این آلیاژ در ساخت قطعاتی که در شرایط دما و تنش بالا قرار دارند، استفاده می‌شود.

 

صنایع نظامی :

در صنایع نظامی، آلیاژ نیمونیک گرید 90 برای ساخت قطعاتی که در مواجهه با شرایط سخت نظامی مورد استفاده قرار می‌گیرند، به کار می‌رود.

استفاده از این آلیاژ در مواردی که قرار است قطعه تحت دما و تنش زیاد قرار گیرد، به دلیل خصوصیات مکانیکی و حرارتی مناسب آن، توجیه‌پذیری و بهبود کارایی را فراهم می‌کند.

 

استانداردها

برخی از استانداردهای مرتبط با آلیاژ نیمونیک 90 عبارتند از :

1. AMS 5829 : این استاندارد به طور خاص برای آلیاژ نیمونیک 90 تعیین شده است و شامل الزامات مختلف مانند ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، مقاومت در برابر خوردگی و خصوصیات حرارتی است.
2. UNS N07090 : این یک شناسه منحصر به فرد برای آلیاژ نیمونیک 90 است که توسط اتحادیه نیکل تعیین شده است.
3. W. Nr. 2.4632 : این یک شناسه دیگر برای آلیاژ نیمونیک 90 است که بر اساس استانداردهای آلمانی (DIN) تعیین شده است.

لطفاً توجه داشته باشید که استانداردها و شناسه‌ها ممکن است با گذر زمان تغییر کنند.

قیمت و خرید آلیاژ نیمونیک 90

با توجه به محدودیت‌ها و نوسانات قیمت در بازار، توصیه می‌شود که برای اطلاع از موجودی انبار، قیمت فعلی آلیاژ نیمونیک 90، و همچنین مشاوره رایگان با کارشناسان قبل از خرید، با شماره‌های تماس درج شده بر روی سایت گروه صنعتی تتنا تماس حاصل فرمایید. این اقدام به شما کمک می‌کند تا اطلاعات دقیق و به‌روز در خصوص قیمت و موجودی آلیاژ نیمونیک 90 را بدست آورید و تصمیم خود را با اطلاعات کاملتری بگیرید.

 

ممکن است تامین این نوع آلیاژ از اروپا توسط شرکت تامین تجهیزات گروه صنعتی تتنا باشد، اما برای جزئیات بیشتر و انجام معامله، بهتر است با ایشان تماس بگیرید.

 

مقایسه آلیاژ نیمونیک گرید 90 با گریدهای دیگر

مقایسه آلیاژ نیمونیک گرید 90 با گریدهای دیگر نیاز به تعیین گرید‌های خاص و مشخصات فنی آنها دارد. هر گرید آلیاژ نیمونیک معمولاً برای کاربردهای خاصی طراحی شده و دارای ویژگی‌های خاصی است. به همین دلیل، مقایسه باید با توجه به نیازها و مشخصات فنی موردنظر انجام شود.

منظور از “گرید” در آلیاژهای نیمونیک، معمولاً ترکیب خاصی از عناصر آلیاژیک است که خصوصیات مکانیکی، حرارتی، و خوردگی مشخصی دارد. در مقابل هر گرید، می‌توان به گریدهای دیگر از آلیاژهای نیمونیک اشاره کرد.

 

برخی از گریدهای دیگر آلیاژهای نیمونیک که با گرید 90 مقایسه می‌شوند، ممکن است شامل موارد زیر باشند :

 

آلیاژ نیمونیک گرید 75 :

معمولاً استفاده می‌شود در شرایط دما و تنش مکانیکی بالا. دارای استحکام کششی و خصوصیات حرارتی بالا است.

 

آلیاژ نیمونیک گرید 80A :

برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر خزش و تغییر شکل دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین دارای مقاومت در برابر حرارت بالاست.

 

آلیاژ نیمونیک گرید 625 :

دارای مقاومت خوب در برابر خوردگی و استحکام در دماهای بالا. معمولاً در صنایع نفت و گاز و هوافضا استفاده می‌شود.

 

آلیاژ نیمونیک گرید C-276 :

برای مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی و استحکام در دماهای بالا مناسب است. بیشتر در محیط‌های شیمیایی استفاده می‌شود.

 

معایب

هر آلیاژ و گرید خاصی ممکن است معایب خود را داشته باشد. در مورد آلیاژ نیمونیک گرید 90 نیز ممکن است معایبی وجود داشته باشد. البته باید توجه داشت که معایب برخی آلیاژها ممکن است بر اساس شرایط استفاده و نیازهای خاص تغییر کند.
در مورد آلیاژ نیمونیک گرید 90، ممکن است معایب زیر وجود داشته باشد :

 

هزینه بالا :

تولید و فرآوری آلیاژهای نیمونیک، از جمله گرید 90، ممکن است به دلیل استفاده از مواد اولیه با کیفیت بالا و فرآیندهای پیچیده هزینه بالایی داشته باشد.

 

پردازش ماشینکاری :

برخی از آلیاژهای نیمونیک، از جمله گرید 90، ممکن است به دلیل مقاومت بالا، فرآیندهای ماشینکاری پیچیده‌تری را نیاز داشته باشند که ممکن است به افزایش هزینه تولید منجر شود.

 

محدودیت در موجودیت :

بسته به بازار و منابع موجود، آلیاژهای نیمونیک، به ویژه گرید 90، ممکن است در بازار محدودیت داشته باشند و نیاز به سفارش و تهیه خاص داشته باشند.
(البته شما میتوانید با خیال راحت برای تهیه این آلیاژ روی گروه صنعتی تتنا حساب کنید.)

 

مستعد به خوردگی :

آلیاژهای نیمونیک در برخی شرایط ممکن است مستعد به خوردگی شوند، به خصوص اگر در محیط‌های خاصی که خوردگی حاکم است مورد استفاده قرار گیرند.

 

پاسخ به حرارت :

در بعضی از موارد، نیاز به عملیات حرارتی پس از فرآوری و یا جوشکاری می‌تواند موجب افزایش زمان و هزینه تولید شود.

 

محدودیت‌های جوشکاری :

برخی از آلیاژهای نیمونیک ممکن است در فرآیند جوشکاری محدودیت‌هایی داشته باشند و نیاز به توجه خاص در این زمینه داشته باشند.

همچنین مهم است که هر آلیاژ به دلیل خصوصیات خاص خود در شرایط خاص استفاده شود و نیازمند انتخاب دقیق بر اساس نیازهای ویژه کاربرد باشد.

فولاد ماریجینگ C250

Maraging steel C250

 

فولاد ماریجینگ

فولادهای ماریجینگ که در این واحد استفاده می‌شوند، به دلیل استحکام مکانیکی بسیار بالا و مقاومت فوق‌العاده به خوردگی، در تجهیزات نظامی و هوافضا کاربردهای فراوانی دارند. برای بهبود خصوصیات و ساختار داخلی مطلوب در این آلیاژها، عناصر متنوعی مانند نیکل، کروم، مولیبدن، آلومینیوم، کبالت، منگنز، سیلیکون و مس به فولاد ماریجینگ اضافه می‌شوند. ویژگی‌های مکانیکی عالی این نوع فولاد از دستگاه‌های پردازش حرارتی و فرآیندهای تصفیه مناسب به دست می‌آید.

تاریخچه فولادهای ماراجینگ به دهه‌های ۱۹۳۰ و ۱۹۴۰ بازمی‌گردد و این فولادها به عنوان یک دسته از فولادهای سوپرآلیاژ به شمار می‌آیند. در آغاز، تلاش‌ها برای توسعه فولادهای ماراجینگ به منظور تولید ابزارهایی با مقاومت بسیار بالا، به ویژه در حوزه نظامی، انجام شد.

در دوران جنگ جهانی دوم، نیاز به مواد ساختاری با خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی بالا، این تلاش‌ها را بیشتر تسریع کرد. فولادهای ماراجینگ به عنوان قطب‌هایی در صنایع هوافضا، نظامی، پزشکی، و دیگر صنایع مهم شدند.

فرآیند مارتنزیت‌دهی، یکی از ویژگی‌های بارز فولادهای ماراجینگ است. این فرآیند شامل حرارت‌دهی به دماهای بالا و سپس سرد کردن به سرعت است که باعث ایجاد ساختار مارتنزیتی (یک نوع از ساختارهای فازی فولاد) با خصوصیات مکانیکی بسیار برجسته می‌شود.

تاکنون، محققان و تولیدکنندگان این فولادها را بهبود داده‌اند و نسل‌های مختلفی از فولادهای ماراجینگ با ویژگی‌های بهتر و متفاوت توسعه داده‌اند. امروزه، این فولادها به عنوان مواد بسیار حیاتی در صنایع پیشرفته و نوآورانه به‌شمار می‌آیند.

پس از انجام عملیات محلول جامدی، زمینه کم کربن، غنی از نیکل، به بخش‌های مارتنزیتی نرم تبدیل می‌شود. از طریق فرآیند پیرسازی، بخش اعظمی از فازهای η (Ni3(Ti,Mo))a از زمینه سوپراشباع، رسوب می‌کنند که باعث افزایش چشمگیر استحکام می‌شود. از میان تمام عناصر آلیاژی، کبالت نقش مهمی در افزایش استحکام فولاد ماریجینگ ایفا می‌کند. افزودن کبالت به دلیل افزایش ترسیب ترکیب‌های بین فلزی مولیبدن، می‌تواند اثر استحکام دهی را تقویت نماید. با این حال، نداشتن در دسترس بودن و افزایش قیمت کبالت باعث توسعه فولادهای ماریجینگ نوع T شده است (فولاد ماریجینگ با استحکام دهی شده توسط تیتانیم بدون افزودن کبالت). فولاد T250 یک نمونه رایج از فولاد ماریجینگ نوع T است، و فاز η در آن به عنوان فاز اصلی ترسیب شده است. در طول فرآیند پیرسازی در دمای 480 درجه سانتیگراد به مدت 3 ساعت، ثابت شبکه فاز (Ni3(Ti,Mo)) به تدریج کوچکتر از ثابت شبکه زمینه می‌شود که باعث افزایش تولید ترک در حین تغییر شکل می‌گردد. برخلاف فولاد C250 با همان سطح استحکام، عدم استفاده از کبالت و افزایش تیتانیم باعث بدتر شدن چقرمگی فولاد T250 می‌شود. به طور خلاصه، روش‌های سنتی عملیات حرارتی نه تنها زمان‌بر هستند بلکه ممکن است منجر به افت چقرمگی فولاد T250 نیز گردند.

فولاد T250 به عنوان یک نمونه مهم از فولاد ماریجینگ، به دلیل هزینه پایین‌تر (بدون استفاده از کبالت)، در ساخت مواد ساختاری با استحکام بسیار بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

با این وجود، به دلیل میزان بالای تیتانیم در فولاد T250، چقرمگی آن به چالش کشیده شده است. یک تحقیق بسیار حیاتی که در مجله با اعتبار Materials and Design منتشر شده است، یک روش نوآورانه را برای همزمان افزایش چقرمگی و استحکام در فولاد T250 ارائه داده است. در این راستا، از فولاد T250 آنیل شده به عنوان پیش ماده استفاده شده و فرآیندهای مختلف عملیات حرارتی بر روی آن اجرا شده است. در مرحله اول، عملیات محلول جامدی (Solution Treating) در دمای 820 درجه به مدت یک ساعت اجرا شده و سپس در آب کوچ شده‌اند تا عناصر آلیاژی به صورت کامل در زمینه حل شوند. این عملیات منجر به تبدیل میکروساختار به مارتنزیت شد.

بر روی نمونه‌ها دو نوع عملیات حرارتی اجرا شد :

1- عملیات متداول پیرسازی در دمای 480 درجه به مدت سه ساعت (در ادامه با کد S+TA مشخص می‌شوند)

2- عملیات الکتروپالسینگ و پس از آن سرد کردن در هوا (در ادامه با کد S+EPA مشخص می‌شود).

نتایج مشخصه‌یابی نشان داد که در نمونه‌ای که از طریق فرایند متداول آماده شده است (S+TA)، نمونه‌ای که از طریق فرایند نوین الکتروپالسینگ ساخته شده است (S+EPA) دارای کلاسترهای (Ni3(Ti,Al، و Ni2.67Ti1.33 و NiTi بود که دارای مورفولوژی و اندازه‌های متفاوتی هستند. این فازهای جدید به دلیل تفاوت در آنتالپی تشکیل و اثر حرارتی ناشی از رسانایی متفاوتشان، شکل گرفته‌اند. علاوه بر این، نمونه S+EPA دارای تعداد زیادی مرزهای دانه-فرعی و صریب اشمید بالاتری نسبت به نمونه S+TA بود. این پژوهش نشان داد که استفاده از عملیات حرارتی مناسب می‌تواند به بهبود چشمگیر خصوصیات مکانیکی منجر شود. به عنوان مثال، استحکام بسیار بالای 1855 مگاپاسکال (که 4.4% بیشتر از نمونه متداول است) و چقرمگی بهتر 15.1% (با افزایش 23.7% نسبت به نمونه متداول) در نمونه S+EPA به دست آمد، نشان از توانمندی افزایش خواص مکانیکی با استفاده از عملیات حرارتی مناسب دارد.

 

انواع فولادهای ماراجینگ

فولادهای ماراجینگ گروهی از فولادهای سوپرآلیاژ هستند که به عنوان یک خانواده با ترکیبات شیمیایی خاص و فرآیند حرارتی مشخص شده شناخته می‌شوند. این فولادها به دلیل استحکام بالا، مقاومت به خوردگی، و ویژگی‌های مکانیکی برجسته در دماهای بالا مشهورند.

تعدادی از انواع فولادهای ماراجینگ عبارتند از :

 

فولاد ماراجینگ C250 :

مقاومت به خوردگی تنشی و تردی هیدروژنی خوبی دارد.

جوش‌پذیری عالی.

استفاده‌های متنوع از جمله صنایع هوافضا، نظامی، صنعت پتروشیمی، و قطعات پزشکی.

 

فولاد ماراجینگ C300 :

استحکام مکانیکی بالا به ترتیب از C250.

مقاومت خوب به خوردگی تنشی و تردی هیدروژنی.

استفاده در قطعاتی که نیاز به مقاومت بسیار بالا دارند.

 

فولاد ماراجینگ C350 :

استحکام مکانیکی بیشتر از C300.

مقاومت به خوردگی تنشی و تردی هیدروژنی بالا.

کاربردهایی که نیاز به استحکام فوق‌العاده دارند.

 

فولاد ماراجینگ C200 :

استحکام مکانیکی کمتر از C250.

مناسب برای کاربردهایی که نیاز به استحکام کمتری دارند.

استفاده در صنایعی که قابلیت جوش‌پذیری بالا مورد نیاز است.

 

فولاد ماراجینگ C300V :

دارای ترکیبات شیمیایی و ویژگی‌هایی متفاوت است.

مورد استفاده در قطعاتی که نیاز به مقاومت در برابر ضربه دارند.

کاربردهایی در صنعت خودرو، ورزشی، و قطعاتی با دینامیک بالا.

هر یک از این فولادها ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند و انتخاب بین آنها بسته به نیازهای مشخص و شرایط کاربرد مورد نظر صورت می‌گیرد.

 

فولاد مارجنینگ  C250

Maraging C250  یک فولاد سوپر آلیاژ ماراجینگ است که با نام‌های دیگری همچون  Vascomax® 250، AMS6512، ASTM A538، و UNS K92890 نیز شناخته می‌شود.

 

این فولاد یک نوع فولاد سوپرآلیاژ است که به عنوان “ماراجینگ” نیز شناخته می‌شود. این فولاد از خانواده فولادهای ماراجینگ به‌شمار می‌آید که بر اساس فرآیند حرارتی خاص تحت عنوان “مارتنزیت‌دهی” (Maraging) ساخته می‌شوند.

خصوصیات این فولاد شامل استحکام تسلیم و استحکام کششی فوق العاده بالا (Ultra High)، مقاومت بسیار بالا به شکست، شکل پذیری بسیار عالی، مقاومت به خوردگی تنشی و تردی هیدروژنی، مقاومت به حرارت بسیار بالا (عدم تغییر در استحکام تا دمای 450 درجه سانتیگراد)، جوش پذیری بسیار عالی، و مقاومت بسیار عالی به سایش می‌باشد.

 

این فولاد در انواع صنایع به کار می‌رود، از جمله :

 

فولاد ماراجینگ C250 به دلیل خصوصیات فوق‌العاده‌ای که دارد، در صنایع مختلف به کار می‌رود.
برخی از کاربردهای این فولاد عبارتند از :

 

قالب‌های تولید :

فولاد C250 برای قالب‌های تولید استفاده می‌شود، به خصوص در قالب‌هایی که به سایش مستقیم یا فشار وارد می‌شوند.

 

ابزار اکستروژن :

در تولید ابزارهای اکستروژن (فرآیند تشکیل فلزات به وسیله فشار) به دلیل مقاومت بالا و پایداری در شرایط سخت محیطی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

صنایع هوافضا :

در ساخت قطعات مهم و حساس هوافضا که نیاز به استحکام بالا و مقاومت در برابر شرایط سخت فضایی دارند.

 

قطعات دایکست :

در صنعت دایکست (قطعات مورد استفاده در اسلحه و تجهیزات نظامی) به دلیل مقاومت عالی در برابر فشار و شرایط حاکم در محیط نظامی.

 

چرخ دنده‌ها و شفت‌ها :

در تولید چرخ دنده‌ها و شفت‌های مورد استفاده در انتقال نیرو و گیربکس‌ها با کارایی بالا.

 

صنایع نظامی :

شامل پوسته‌های راکت و موشک که به دلیل استحکام و پایداری در شرایط انفجاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

صنایع پزشکی :

در تولید قطعات پزشکی که نیاز به استحکام و مقاومت در برابر خوردگی دارند.

 

صنایع نیروگاهی :

در بخش‌هایی از صنایع نیروگاهی که نیاز به مقاومت در برابر دما و فشار بالا دارند.

 

به طور کلی، فولاد ماراجینگ C250 به دلیل ترکیب خصوصیات مکانیکی، حرارتی، و مقاومتی‌اش، در صنایع مختلف از جمله صنایع ساختمانی، نظامی، هوافضا، و صنایع تولید استفاده می‌شود.

 

خصوصیات مکانیکی :

 

استحکام تسلیم : حداقل 1800 مگاپاسکال

استحکام کششی : حداقل 2100 مگاپاسکال

تراکم : حداقل 10٪

کاهش طول : حداکثر 40٪

 

ترکیبات شیمیایی (درصد) :

کربن (C) : حداکثر 0.03%

منگنز (Mn) : حداکثر 0.10%

سیلیسیم (Si) : حداکثر 0.10%

فسفر (P) : حداکثر 0.010%

گوگرد (S) : حداکثر 0.010%

نیکل (Ni) : 8.00 – 10.00%

مولیبدن (Mo) : 4.60 – 5.20%

تیتانیوم (Ti) : 1.80 – 2.40%

آلومینیوم (Al) : 1.80 – 2.40%

کبالت (Co) : 11.50 – 12.50%

بیلت (Cu) : حداکثر 0.10%

نیتروژن (N) : حداکثر 0.010%

آهن (Fe) : مابقی

 

ویژگی ها

فولاد ماراجینگ C250 ویژگی‌های خاصی دارد که آن را به یک ماده خاص و مورد توجه در بسیاری از صنایع تبدیل کرده است.

برخی از ویژگی‌های خاص این فولاد عبارتند از :

 

استحکام بالا :

دارای استحکام تسلیم و استحکام کششی فوق‌العاده بالا است که این ویژگی آن را برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت مکانیکی بالا دارند، مناسب می‌سازد.

 

مقاومت در برابر خوردگی :

فولاد C250 مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی تنشی و تردی هیدروژنی دارد.

 

مقاومت در برابر حرارت :

این فولاد دارای مقاومت بالا در برابر دماهای بالا است و در دماهای بالا (تا 450 درجه سانتیگراد) استحکام‌اش حفظ می‌شود.

 

جوش پذیری عالی :

این فولاد قابلیت جوش پذیری خوبی دارد، که این امکان را به فعالیت در صنایع و ایستگاه‌های جوشکاری می‌دهد.

مقاومت بالا در برابر سایش :

فولاد C250 مقاومت بسیار بالایی در برابر سایش و فرسایش دارد که آن را برای قطعاتی که در معرض فشارهای سایشی قرار دارند، مناسب می‌سازد.

 

توانایی شکل‌دهی بالا :

این فولاد به دلیل شکل‌پذیری بالا، می‌تواند به راحتی شکل داده شده و به اشکال مختلف درآید.

 

کاربردهای گسترده :

از جمله کاربردهای این فولاد می‌توان به قالب‌های تولید، ابزارهای اکستروژن، صنایع هوافضا، قطعات دایکست، چرخ دنده‌های فرود هواپیما، شفت، صنایع نظامی، صنایع پزشکی و نیروگاهی اشاره کرد.

 

مقایسه فولاد ماراجینگ C250 با سایر انواع فولادهای ماراجینگ

این مقایسه نیاز به مدنظر گرفتن ویژگی‌های مختلف آنها دارد. این مقایسه می‌تواند بر اساس ویژگی‌های مکانیکی، شیمیایی، و کاربردی صورت گیرد. در ادامه، یک مقایسه کلی ارائه شده است:

 

فولاد ماراجینگ C250 vs. فولاد ماراجینگ C300 :

C250 دارای استحکام تسلیم و استحکام کششی کمتری نسبت به C300 است.

C250 دارای مقاومت به خوردگی تنشی و تردی هیدروژنی کمتری نسبت به C300 دارد.

C250 به دلیل ترکیبات شیمیایی خود، قابلیت شکل‌پذیری بالاتری دارد.

 

فولاد ماراجینگ C250 vs. فولاد ماراجینگ C350 :

C250 دارای استحکام کمتری از لحاظ مقاومت تسلیم و کششی نسبت به C350 است.

C250 دارای مقاومت به خوردگی تنشی کمتری است.

C250 به عنوان یک گزینه با قیمت کمتر مطرح است.

 

فولاد ماراجینگ C250 vs. فولاد ماراجینگ C200 :

C250 دارای مقاومت مکانیکی بالاتری است.

C250 برخی از ویژگی‌های شیمیایی متفاوتی نسبت به C200 دارد که تأثیرات مختلفی بر کاربردهای آنها دارد.

مهم است که در انتخاب فولاد ماراجینگ، نیازها و شرایط خاص کاربرد مدنظر قرار گیرد. انتخاب بین مقاومت مکانیکی، مقاومت به خوردگی، قابلیت جوش‌پذیری، و سایر ویژگی‌ها به ویژه از اهمیت بسیاری برخوردار است. همچنین، استانداردها و مشخصات فنی مربوط به هر نوع فولاد نیز باید در نظر گرفته شوند.

 

 

مزایا و معایب فولاد ماراجینگ C250

مزایا فولاد ماراجینگ C250 :

 

استحکام مکانیکی بالا : یکی از ویژگی‌های بارز فولاد ماراجینگ C250، استحکام تسلیم و استحکام کششی بسیار بالای آن است، که این امکان را فراهم می‌کند که در کاربردهایی با فشارهای مکانیکی بالا به خوبی عمل کند.

 

مقاومت در برابر خوردگی : C250 مقاومت خوبی در برابر خوردگی تنشی و تردی هیدروژنی دارد.

 

مقاومت در برابر حرارت : این نوع فولاد حتی در دماهای بالا هم استحکام مکانیکی خود را حفظ می‌کند.

 

جوش‌پذیری عالی : قابلیت جوش‌پذیری بالای C250 اجازه می‌دهد که به راحتی در فرآیندهای جوشکاری مختلف به کار برود.

 

مقاومت بالا در برابر سایش : C250 مقاومت بالایی در برابر سایش دارد.

 

کاربردهای گسترده : از جمله کاربردهای متداول C250 می‌توان به قطعات هوافضا، صنایع نظامی، ابزار دقیق، و قطعات پزشکی اشاره کرد.

 

معایب فولاد ماراجینگ C250 :

 

قیمت نسبتاً بالا : مقایسه با برخی از فولادهای دیگر، قیمت C250 ممکن است نسبت به گزینه‌هایی با استفاده از مواد اولیه ارزان‌تر، بالا باشد.

 

کمبود در تعدادی از خصوصیات مقاومت در برابر حرارت : در مقایسه با برخی از فولادهای ماراجینگ با دمای مارتنزیت‌دهی بالاتر، C250 ممکن است در برخی از خصوصیات مقاومت در برابر حرارت کمتر داشته باشد.

 

ترکیبات شیمیایی مشخص : این فولاد باید با ترکیبات شیمیایی دقیق تولید شود تا به خواص مکانیکی مطلوب دست یابد و این موضوع نیاز به فرآیندهای دقیق تولید دارد.

 

در نهایت، انتخاب بین مزایا و معایب C250 بستگی به نیازها و شرایط خاص کاربرد و تفضیلات فنی مرتبط با پروژه دارد.

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

 

سوپر آلیاژ فولاد 718

super alloy steel 718

 

فولاد 718 یک سوپر آلیاژ نیکل-آستنیتی است که با توجه به استحکام فوق‌العاده‌ای که در دماهای بسیار بالا (1400 درجه فارنهایت یا 760 درجه سلسیوس) دارد، کاربردهای متنوعی پیدا کرده است. این آلیاژ علاوه بر استحکام بالا، مقاومت زیادی در برابر اکسیداسیون نیز از خود نشان می‌دهد. این آلیاژ حتی در دمای 1800 درجه فارنهایت (982 درجه سلسیوس) هم می‌تواند خوردگی را مقابله کند و کارایی خود را از دست ندهد.

معرفی آلیاژ اینکونل 718

آلیاژ اینکونل 718 یک سوپر آلیاژ پایه نیکل-کروم-نیوبیم است که با توجه به مقاومت و استحکام فوق‌العاده‌ای که در دماهای سرد و گرم (تا 1325 درجه فارنهایت یا 718 درجه سلسیوس) دارد، کاربردهای متنوعی پیدا کرده است. این آلیاژ با انجام عملیات حرارتی رسوبی، خواص آن بهینه شده و سپس با کوئنچ و نگهداری در دمای 1150 درجه فارنهایت (621 درجه سلسیوس)، استحکام آن افزایش می‌یابد.

ترکیبات شیمیایی فولاد 718

عنصر	کربن	منیزیم	فسفر	سولفور	سیلیسیم	کروم	نیکل	مولیبدن	نیوبیوم	تیتانیوم	آلومینیوم	کبالت	مس	تانتالیوم	آهن
درصد	0.08	0.35	0.015	0.015	0.35	17.00-21.00	50.00-55.00	17.00-21.00	4.75-5.50	0.65-1.15	0.20-0.80	1.00	0.30	0.50	تعادل

 

فولاد 718 بر اساس استانداردهای مختلفی تعریف شده است.

این استانداردها عبارتند از :

• استانداردهای AMS : 5596، 5597، 5583، 5589، 590، 5662، 5663، 5664، 5832
• استانداردهای ASTM : B670، B6S37، B1014
• استانداردهای ASME : SB-637 ، SFA-5.14
• استانداردهای GE : B50TF14 ، B50TF15

دیگر استانداردهای صنعتی که به فولاد 718 مربوط می‌شوند عبارتند از :

UNS N07718 : یک استاندارد بین‌المللی برای تعیین ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی فولاد 7181

PAW-LCS : یک استاندارد اروپایی برای تعیین روش جوشکاری لیزری فولاد 7182

DFARS Compliant : یک استاندارد آمریکایی برای تعیین مبدأ کالاهای دفاعی و نظامی

RR SABRe Edition 2 : یک استاندارد بریتانیایی برای تعیین الزامات کیفیت و مدیریت ریسک در صنایع هوافضا

GE-S400/1000 : یک استاندارد آمریکایی برای تعیین الزامات کیفیت و مدیریت ریسک در صنایع هوافضا

EN 2.4668 : یک استاندارد اروپایی برای تعیین شماره مشخصه فولاد 7186

EN 10204 : یک استاندارد اروپایی برای تعیین الزامات مدارک و گواهی‌نامه‌های محصولات فلزی

 

 این آلیاژ در صنایع مختلفی کاربرد دارد، مانند :

• توربین‌های موتور هواپیما : این آلیاژ برای ساخت قطعاتی که در معرض دماهای بالا و فشارهای زیاد قرار می‌گیرند، مانند بلیدها، دیسک‌ها، شفت‌ها و محفظه‌های احتراق، استفاده می‌شود.
• توربین‌های گازی : این آلیاژ برای ساخت قطعاتی که در معرض دماهای بالا و گازهای خورنده قرار می‌گیرند، مانند بلیدها، دیفیوزرها، نازل‌ها و شفت‌ها، استفاده می‌شود.
• بست‌ها (اتصال دهنده‌ها) : این آلیاژ برای ساخت بست‌هایی که در معرض دماهای بالا و تنش‌های مکانیکی قرار می‌گیرند، مانند پیچ‌ها، مهره‌ها، واشرها و پین‌ها، استفاده می‌شود.
• اسپیسرها یا فاصله دهنده‌ها : این آلیاژ برای ساخت اسپیسرهایی که در معرض دماهای بالا و لرزش‌های شدید قرار می‌گیرند، مانند اسپیسرهای موتور هواپیما و توربین گازی، استفاده می‌شود .

آلیاژ 718 دارای خواص زیر است :

• مقاومت و استحکام بالا در برابر کشش و ضربه، حتی در دماهای سرد و گرم
• قابلیت جوشکاری و تعمیر آسان، بدون ایجاد ترک پس از جوش

مقاومت آلیاژ 718 در برابر خوردگی

همانطور كه قبلا هم گفتيم آلیاژ 718 یک سوپر آلیاژ پایه نیکل-کروم-نیوبیم است که دارای مقاومت زیادی در برابر خوردگی است. این آلیاژ در شرایطی که دما بسیار بالا است و گازهای خورنده وجود دارند، مانند توربین‌های موتور هواپیما و توربین‌های گازی، نرخ خوردگی کمی دارد.

 

مشخصات فیزیکی آلیاژ 718 به شرح زیر است :

چگالی : 0.296in3lb​ یا 8.19cm3g​

رسانایی حرارتی : 11.2ft2hinFBTU​یا 6.5mKW​ در دمای 0−100C یا 32−212F

مقاومت الکتریکی : 127cmμΩ​ در دمای 68F یا 20C

 

خواص مکانیکی آلیاژ 718 به شرح زیر است :

استحکام تسلیم : 80×103 psi یا 550 MPa برای ورق و نوار ها و 105×103 psi یا 725 MPa برای صفحات. استحکام تسلیم مقداری است که در آن مواد شروع به تغییر شکل دائمی می‌کنند. این خاصیت با استفاده از عملیات حرارتی رسوبی بهبود یافته است.

استحکام کششی نهایی : 140×103 psi یا 965 MPaبرای ورق و نوار ها و 150×103 psiیا 1035 MPa برای صفحات. استحکام کششی نهایی مقداری است که در آن مواد شکسته می‌شوند. این خاصیت نیز با استفاده از عملیات حرارتی رسوبی افزایش یافته است.

افزایش طول نسبی : حداقل 30% در هر 2 in یا 50 mm از مواد. افزایش طول نسبی مقداری است که مواد می‌توانند قبل از شکستن کشیده شوند. این خاصیت نشان‌دهنده انعطاف‌پذیری مواد است.

از طريق مقالات زير ميتوانيد در رابطه با ديگر آلياژ هاي اينكونل اطلاعات كسب كنيد :

آلیاژ اینکونل 600 

آلیاژ اینکونل 800 

سوپر آلياژ اینکونل X750 

 

استیل 17-4PH چیست؟

17-4PH stainless steel

استیل 17-4PH یک نوع استنلس استیل است که در آلمان با استاندارد DIN و نام فولاد 1.4542 شناسایی می‌شود و همچنین با عنوان X5CrNiCuNb16-4 در بین فولادها معروف است. این استیل برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت بالا در دماهای پایین و متوسط دارند، مناسب است. ترکیب شیمیایی این فولاد شامل %0.07 کربن، %0.7 سیلیسیوم، %1.5 منگنز، %0.04 فسفر، %15-17 کروم، %0.6 مولیبدن، %3-5 نیکل و %3-5 مس می‌باشد.

 

آلیاژ 17-4PH با چندین استاندارد مختلف تایید شده است. برخی از این استانداردها عبارتند از :

• استاندارد A 693 که توسط سازمان ASTM برای فولادهای ضد زنگ و فولادهای ضد زنگ پرکاربرد صادر شده است.
• استاندارد SA 693 که توسط سازمان ASME برای فولادهای زنگ نزن و فولادهای ضد زنگ پرکاربرد در مخازن تحت فشار و مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شود.
• استاندارد 5604 که توسط سازمان AMS برای فولادهای ضد زنگ و فولادهای ضد زنگ پرکاربرد در صنایع هوافضا و دفاعی ارائه شده است.

خواص مکانیکی فولاد 17-4PH بستگی به شرایط عملیات حرارتی دارد. این فولاد را می‌توان در دماهای مختلف سخت کاری کرد و خواص مورد نظر را به دست آورد.

برای مثال :

• در دمای 496 درجه سانتی‌گراد(925 درجه فارنهایت)، اگر فولاد را 4 ساعت سخت کاری کنیم و با هوا خنک کنیم، خواص مکانیکی زیر را خواهیم داشت (حداقل مقادیر):
  • استحکام تسلیم : 1070 مگاپاسکالیا 155 ksi
  • استحکام کششی نهایی : 1170 مگاپاسکالیا 170 ksi
  • ازدیاد طول (در هر 2 اینچ) : 8 درصدیا بیشتر
• در دمای 593 درجه سانتی‌گراد(1100 درجه فارنهایت)، اگر فولاد را 4 ساعت سخت کاری کنیم و با هوا خنک کنیم، خواص مکانیکی زیر را خواهیم داشت (حداقل مقادیر) :
  • استحکام تسلیم : 790 مگاپاسکالیا 115 ksi
  • استحکام کششی نهایی : 965 مگاپاسکالیا 140 ksi
  • ازدیاد طول (در هر 2 اینچ) : 10 درصد یا بیشتر

 

خواص فیزیکی آلیاژ 17-4PH به شرح زیر است :

 

چگالی : این آلیاژ دارای چگالی 7.75 گرم بر سانتی‌متر مکعب یا 280 پوند بر اینچ مکعب است.

ظرفیت گرمایی ویژه : این آلیاژ در دمای 20 درجه سانتی‌گراد یا 70 درجه فارنهایت دارای ظرفیت گرمایی ویژه 460 ژول بر کیلوگرم در کلوین یا 11 بی تی یو بر پوند بر درجه فارنهایت است.

مدول الاستیسیته : این آلیاژ دارای مدول الاستیسیته 196 گیگاپاسکال یا 5 M psi است.

رسانای گرمایی : این آلیاژ دارای رسانای گرمایی 18.3 وات بر متر در درجه سانتی‌گراد یا 6 بی تی یو بر ساعت بر مجذور فوت بر فوت بر درجه فارنهایت است.

محدوده ذوب : این آلیاژ در دمای 1404 تا 1440 درجه سانتی‌گراد یا 2560 تا 2625 درجه فارنهایت ذوب می‌شود.

مقاومت الکتریکی : این آلیاژ در دمای 24 درجه سانتی‌گراد یا 75 درجه فارنهایت دارای مقاومت الکتریکی 75 میکرواهم در سانتی‌متر یا 5 میکرواهم در اینچ است.

 

ضریب انبساط گرمایی آلیاژ 17-4PH نیز به دما بستگی دارد. برای مثال :

در دمای 21 تا 427 درجه سانتی‌گراد یا 70 تا 800 درجه فارنهایت، ضریب انبساط گرمایی این آلیاژ 11.3 میکروسانتی‌متر بر سانتی‌متر در درجه سانتی‌گراد یا 6.3 میکرواینچ بر اینچ در درجه فارنهایت است.

استیل 17-4PH یک استنلس استیل با خواص مکانیکی و فیزیکی بالا است که در بسیاری از صنایع کاربرد دارد. این استیل به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، دما و فشار بالا، برای ساخت قطعات و سازه‌های مختلف مناسب است.

برخی از کاربردهای این استیل عبارتند از :

• صنایع هوا و فضا : این استیل برای ساخت قطعات و سازه‌هایی که در شرایط سخت و ناهمگن کار می‌کنند، مانند پیچ و چرخ دهنده‌ها، سوپاپ‌های توربین، قطعات مکانیکی و غیره، استفاده می‌شود.
• صنایع مهندسی : این استیل برای ساخت تجهیزات و قطعاتی که نیاز به دقت و استحکام بالا دارند، مانند تجهیزات مربوط به کارخانه تولید کاغذ، تجهیزات مورد نیاز فراوری مواد غذایی، تجهیزات مورد نیاز جهت ذخیره سازی زباله‌های هسته‌ای و غیره، استفاده می‌شود.
• صنایع پالایشگاه، نفت و گاز : این استیل برای ساخت تجهیزات و قطعاتی که در محیط‌های خورنده و دماهای بالا کار می‌کنند، مانند لوله‌ها، شیرها، مخازن، اتصالات و غیره، استفاده می‌شود.
• صنایع بیوشیمی : این استیل برای ساخت تجهیزات و قطعاتی که در محیط‌های حساس و زیستی کار می‌کنند، مانند تجهیزات پزشکی، دندانپزشکی، دارویی و غیره، استفاده می‌شود.