لوله کاپرنیکل چیست و چه کاربردی دارد؟

لوله کاپرنیکل

Cupronickel tube

لوله کاپرنیکل چیست؟

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

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

 

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

 

برخی از مزایای لوله های کاپرنیکل عبارتند از :

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

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

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

 

 

 برخی از کاربردهای کاپرنیکل در صنعت عبارتند از :

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

 

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

 

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

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

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

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

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

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

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

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

این لوله ها دارای مزایای زیر هستند :

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

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

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

 

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

 

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

 

لوله بدون درز 32760 دوبلکس فولاد ضد زنگ

لوله بدون درز 32760 دوبلکس فولاد ضد زنگ برای تبادل حرارت

Seamless 32760 duplex stainless steel

تبادل حرارتی یک فرایندی است که در آن حرارت از یک جریان سیال به جریان دیگر منتقل می‌شود. این فرایند در صنایع مختلفی مانند پتروشیمی، نیروگاهی، تصفیه آب و غیره کاربرد دارد. برای انجام تبادل حرارتی، معمولاً از مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شود که دارای لوله‌هایی هستند که سیالات را درون خود جریان می‌دهند. لوله‌های مبدل حرارتی باید دارای خواصی مانند مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت مکانیکی، هدایت حرارتی و ضریب انبساط حرارتی مناسب باشند. در این مقاله، به بررسی یک نوع لوله مبدل حرارتی که از فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز ساخته شده است، می‌پردازیم.

فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز

فولاد ضد زنگ دوبلکس یک نوع فولاد آلیاژی است که دارای ریزساختاری از دو فاز فریتی و آستنیتی است. این نوع فولاد از ترکیب خواص هر دو فاز بهره می‌برد و می‌تواند مقاومت، سختی، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر تنش را بهبود بخشد. فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 یکی از انواع فولاد ضد زنگ دوبلکس فوق العاده است که دارای درصد بالایی از کروم، نیکل، مولیبدن و نیتروژن است.

 

این فولاد ضد زنگ دارای ترکیب شیمیایی زیر است :

  • کربن : 0.03% max
  • سیلیسیوم : 0.8% max
  • منگنز : 1.2% max
  • فسفر : 0.035% max
  • گوگرد : 0.02% max
  • کروم : 24-26%
  • نیکل : 6-8%
  •  مولیبدن : 3-5%
  • نیتروژن : 0.24-0.32%

فولاد ضد زنگ یکی از مواد مقاوم در برابر خوردگی برای پروژه‌های ساختمانی است. این ماده به سه دسته اصلی تقسیم می‌شود: فولاد ضد زنگ آستنیتی، فولاد ضد زنگ مارتنزیتی و فولاد ضد زنگ فریتی. هر دو دسته اول نیز می‌توانند به عنوان فولاد ضد زنگ دوبلکس شناخته شوند. لوله‌های فولادی ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز دارای خواص مکانیکی و مقاومتی بالایی هستند و برای کاربردهای تبادل حرارت مناسب‌اند.

فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز به روش آهنگری سرد یا گرم تولید می‌شود. در این روش، فولاد ضد زنگ دوبلکس به شکل میله‌های گرم یا سرد قطع می‌شود و سپس با استفاده از قالب‌های مختلف به شکل لوله‌های بدون درز تبدیل می‌شود.

لوله‌های بدون درز دارای مزایایی مانند :

  • عدم وجود درز
  • همگنی ریزساختار
  • کیفیت بالا
  • دقت بالا و
  • استحکام بالا هستند.

خواص فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز

فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز دارای خواص متعددی است که آن را برای کاربرد در مبدل‌های حرارتی مناسب می‌کند. برخی از این خواص عبارتند از :

  • مقاومت در برابر خوردگی : فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی کلریدی، خوردگی ناشی از تنش، خوردگی ترکیبی، خوردگی پیتینگ و خوردگی تخلخلی است. این فولاد ضد زنگ می‌تواند در محیط‌هایی با pH پایین، دمای بالا، فشار بالا و حضور اکسیژن، کلر، سولفات و کربنات کار کند.
  • مقاومت مکانیکی : فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز دارای مقاومت کششی بالایی است که می‌تواند بیش از 800 مگاپاسکال باشد. همچنین، این فولاد ضد زنگ دارای سختی، کشیدگی، مقاومت در برابر خستگی و مقاومت در برابر شکست بالایی است.
  • هدایت حرارتی : فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز دارای هدایت حرارتی بالایی است که می‌تواند بین 15 تا 25 وات بر متر کلوین باشد. این خاصیت باعث می‌شود که انتقال حرارت در مبدل‌های حرارتی به صورت کارآمد و یکنواخت انجام شود.
  • ضریب انبساط حرارتی : فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز دارای ضریب انبساط حرارتی پایین‌تری نسبت به فولادهای ضد زنگ آستنیتی است. این خاصیت باعث می‌شود که این فولاد ضد زنگ کمتر تحت تاثیر تغییرات دمایی قرار گیرد و کمتر از نظر ابعادی تغییر کند.

ما اخیراً صفحات فولادی ضد زنگ دوبلکس 32760 را سفارش داده‌ایم که برای کاربردهای پتروشیمی، زیرساخت‌های آبیاری و غیره مناسب‌اند. این فولاد ضد زنگ دوبلکس نسبت به فولادهای ضد زنگ 304 و 316 مقاومت بهتری در برابر تنش و استحکام بالاتری دارد.

 

استاندارد ها

  • ASTM A213
  • ASTM A312
  • ASTM A249
  • ASTM A269
  • ASTM A789
  • JIS G3456
  • JIS G3463
  • JIS G3448
  • JIS G3459

روش ساخت

  • نورد گرم
  •  نورد سرد
  •  سرد کشیده شده
  •  اکسترود شده

کاربرد ها

لوله فولادی ضد زنگ به طور گسترده ای در

  •  ساختار مکانیکی
  •  دکوراسیون
  •  لوله های صنعتی
  •  تبادل حرارت دیگ بخار
  •  کندانسور خنک
  •  صنایع غذایی
  • کارخانه های شیمیایی و آب
  • و غیره استفاده می شود.

نتیجه‌گیری

فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز یک نوع فولاد ضد زنگ دوبلکس فوق العاده است که دارای خواص برجسته‌ای مانند مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت مکانیکی، هدایت حرارتی و ضریب انبساط حرارتی مناسب است. این فولاد ضد زنگ با روش آهنگری سرد یا گرم به شکل لوله‌های بدون درز تولید می‌شود که برای کاربرد در مبدل‌های حرارتی مناسب‌اند. لوله‌های فولادی ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز می‌توانند در محیط‌هایی با شرایط سخت و خورنده کار کنند و باعث افزایش کارایی و کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات مبدل‌های حرارتی شوند. بنابراین، این نوع لوله‌ها یکی از بهترین گزینه‌ها برای صنایعی که نیاز به تبادل حرارتی دارند، است.

آلیاژ NI-Span یا NI-SPAN-C چیست؟

آلیاژ NI-Span چیست؟

NI-Span alloy

NI-Span یک آلیاژ نیکل-آهن-کروم است که با رسوب سخت شدن، خواص مکانیکی خود را افزایش می‌دهد. این آلیاژ دارای ضریب ترموالاستیک کنترل شده است که نشان‌دهنده تغییر مدول الاستیک آلیاژ با تغییر دما است. این ضریب باعث می‌شود که آلیاژ در دماهای مختلف، تغییر شکل کمتری داشته باشد. علاوه بر این، NI-Span مقاومت بالایی در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا دارد.

 

NI-Span آلیاژی است که در برخی از تجهیزات الکترونیکی و مکانیکی کاربرد دارد. این آلیاژ با رسوب سخت شدن، خواص مکانیکی خود را افزایش می‌دهد و دارای ضریب ترموالاستیک کنترل شده است که نشان‌دهنده تغییر مدول الاستیک آلیاژ با تغییر دما است. این ضریب باعث می‌شود که آلیاژ در دماهای مختلف، تغییر شکل کمتری داشته باشد و به عنوان یک ماده ایزوتروپیک عمل کند. علاوه بر این، NI-Span مقاومت بالایی در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا دارد.

بعضی از کاربردهای این آلیاژ عبارتند از :

  • تجهیزات فرکانس پایین : این آلیاژ برای ساخت فنرها، کپسول‌های فشارسنج و سنسورهای فشار مطلق استفاده می‌شود. این تجهیزات نیاز به دقت بالا و پایداری در دماهای متفاوت دارند.
  • تجهیزات فرکانس بالا : این آلیاژ برای ساخت دیاپازون‌ها، ابزارهای موسیقی و قطعات مرتعش که برای تولید صدا و ارسال سیگنال‌های الکترومغناطیسی استفاده می‌شوند، مناسب است. این تجهیزات نیاز به تنظیم دقیق فرکانس و حفظ آن در شرایط مختلف دارند.
  • فیلترهای مکانیکی : این آلیاژ برای ساخت فیلترهایی که برای جداسازی سیگنال‌های مختلف با فرکانس‌های مشخص استفاده می‌شوند، کاربرد دارد. این فیلترها برای کاهش نویز و افزایش کیفیت سیگنال‌ها مفید هستند.
  • دیافراگم‌ها و فنرها : این آلیاژ برای ساخت دیافراگم‌ها و فنرهایی که برای انتقال حرکت و نیرو به قطعات دیگر استفاده می‌شوند، مناسب است. این قطعات نیاز به انعطاف‌پذیری و استحکام بالا دارند.

مدول الاستیک یک خاصیت مکانیکی است که نشان‌دهنده سفتی و انعطاف‌پذیری یک ماده است. این خاصیت با تغییر دما متغیر می‌شود و برای بیشتر فلزات، با افزایش دما کاهش می‌یابد. این یعنی فلزات با گرم شدن، نرم‌تر و کم‌تر مقاوم می‌شوند. همچنین، بیشتر فلزات ضریب انبساط حرارتی بالایی دارند که باعث می‌شود با گرم شدن، طول و حجم آن‌ها افزایش یابد. این دو تغییر بدلیل افزایش انرژی اتم‌ها در دماهای بالا رخ می‌دهند. اما برخی از آلیاژهای فرومغناطیس، رفتار متفاوتی از خود نشان می‌دهند و با تغییر دما، مدول الاستیک و ضریب انبساط حرارتی آن‌ها تغییر کمی می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود که این آلیاژها در دماهای مختلف، شکل و سفتی خود را حفظ کنند. NI-Span یکی از این آلیاژهای فرومغناطیس است که دارای ضریب انبساط حرارتی ثابت است.

 

NI-Span یک آلیاژ نیکل-آهن-کروم است که دارای خاصیت ترموالاستیک کنترل شده است. این یعنی مدول الاستیک این آلیاژ در یک محدوده دمایی خاص، تغییر نمی‌کند و ثابت می‌ماند. این محدوده دمایی برای NI-Span بین 45- تا 65 درجه سانتیگراد است. برای افزایش استحکام و سفتی این آلیاژ، عناصر آلیاژی آلومینیوم و تیتانیوم به آن اضافه می‌شوند. تیتانیوم همچنین باعث می‌شود که ضریب ترموالاستیک آلیاژ قابل تنظیم باشد و بر اساس نیاز کاربردی، تغییر کند. این آلیاژ به عنوان NI-Span C شناخته می‌شود. NI-Span C برای ساخت قطعات الاستیکی که نیاز به دقت بالا و پایداری در دماهای مختلف دارند، مناسب است. مثال‌هایی از این قطعات عبارتند از: فنرهای ساعت، فنرهای ماشین‌های اندازه‌گیری و سنسورهای فشار.

 

NI-Span  با فولادهای ضد زنگ تفاوت دارد. این آلیاژ به دلیل داشتن نیکل، کروم و آهن در ترکیب خود، در معرض هوا یک لایه اکسیدی قهوه‌ای رنگ روی سطح خود ایجاد می‌کند. این لایه اکسیدی مانع از خوردگی آلیاژ نمی‌شود و بر خلاف فولادهای ضد زنگ، رنگ و درخشندگی آلیاژ را تغییر می‌دهد.

 

مشخصات فنی

AMS 5225

AMS 5221

HS 261

 

ترکیب شیمیایی

ترکیب شیمیایی NI-Span در جدول زیر نشان داده شده است :

عنصر

حداقل %

حداکثر %

کربن
0.06
منگنز
0.80
سیلیسیوم
1.00
فسفر
0.04
گوگرد
0.04
کروم
4.90
5.75
نیکل + کبالت
41.00
43.50
تیتانیوم
2.20
2.75
آلمینیوم
0.30
0.80
کروم + (تیتانیوم – 4x کربن)
7.10
8.10
کبالت
1.00
آهن
Bal
Bal

فولاد ضد زنگ 15-5 PH چیست؟

فولاد ضد زنگ 15-5 PH چیست؟

PH 15-5 stainless steel

فولاد زنگ‌نزن یا فولاد ضدزنگ یا استنلس استیل، (به انگلیسی: Stainless Steel) که Inox نیز خوانده می‌شود، آلیاژی از فولاد می‌باشد، که اصلی‌ترین عناصر تشکیل‌دهنده آن آهن، کروم و نیکل است که حداقل درصد جرمی کروم در آن ۱۰٫۵ درصد و حداکثر درصد جرمی کربن آن ۱٫۲ درصد می‌باشد. فولاد ۳۰۴ با ۱۸٪ کروم و فولاد ۳۱۶ با ۱۶٪ کروم و ۱۰٪ نیکل از پرکاربردترین فولادهای زنگ‌نزن هستند.[۱]

فولاد ضد زنگ 15-5 یک آلیاژ سخت سازنده با درصد بالایی از کروم ، نیکل و مس است که مقاومت بالایی در برابر خوردگی و سایش دارد. این آلیاژ بیشتر در صنعت هوافضا برای ساخت اتصالات و قطعات سازه ای استفاده می شود.

این آلیاژ نسبت به فولاد ضد زنگ 17-4 که یکی از نزدیک ترین رقبای آن است،‌ مزایایی دارد : 

  • فولاد ضد زنگ 15-5 دارای کنترل بیشتری بر روی مقدار دلتا فریت است که یک فاز ضعیف در آلیاژهای ضد زنگ است.
  • فولاد ضد زنگ 15-5 با یک عملیات حرارتی با دمای پایین تقویت می شود که باعث رسوب یک فاز مس دار در آلیاژ می شود. این فاز مس دار باعث افزایش مقاومت و سختی آلیاژ می شود.
  • فولاد ضد زنگ 15-5 قابلیت تنظیم خصوصیات مکانیکی خود را بر اساس نیازهای صنایع هوافضا و هسته ای دارد.

 

این فولاد ضد زنگ دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی و سایش است و خصوصیات مکانیکی مطلوبی را ارائه می دهد.
این فولاد ضد زنگ بیشتر در صنایع هوافضا، پزشکی و دیگر زمینه هایی که نیازمند استحکام و دوام هستند، کاربرد دارد.

برخی از خواص فیزیکی این فولاد ضد زنگ عبارتند از :

  • چگالی : 19 گرم بر سانتی متر مکعب
  • اندازه منفذ : کمتر از 100 میکرو متر
  • ضریب انبساط حرارتی : 8 × 10^-6 K^-1
  • گرمای ویژه : 460 جول بر کیلوگرم کلوین
  • هدایت حرارتی : 9 وات بر متر کلوین

خواص مکانیکی فولاد ضد زنگ 15-5 PH عبارتند از :

 

  • استحکام کششی : حدود 1450 مگاپاسکال که نشان دهنده ی قدرت آلیاژ در مقابل نیروی کششی است.
  • استحکام تسلیم : حدود 1300 مگاپاسکال که نشان دهنده ی حدی است که آلیاژ شروع به تغییر شکل دائمی می کند.
  • مدول الاستیسیته : حدود 180 گیگاپاسکال که نشان دهنده ی سختی و کشسانی آلیاژ است.
  • افزایش طول نسبی : حداقل 12 درصد که نشان دهنده ی قابلیت انعطاف پذیری آلیاژ است.

آلیاژ 15-5 PH دارای امکانات و قابلیت های متنوعی است که برخی از آنها عبارتند از :

قابلیت جوشکاری : این آلیاژ قابلیت جوشکاری خوبی دارد و می تواند با روش های مختلفی مانند جوشکاری الکتریکی، جوشکاری گازی و جوشکاری لیزری جوش داده شود.

قابلیت فرزکاری : این آلیاژ قابلیت فرزکاری مناسبی دارد و می تواند با ابزارهای مختلفی مانند تراشکاری، سوراخکاری، برشکاری و سنگ زنی شکل داده شود.

قابلیت سطح پوششی : این آلیاژ قابلیت سطح پوششی خوبی دارد و می تواند با روش های مختلفی مانند نیتراسیون، کروماته کردن، اکسیداسیون و رنگ آمیزی پوشش داده شود.

 

آلیاژ 15-5 PH دارای مکانات و قابلیت های برجسته ای است که آن را از سایر فولادهای ضد زنگ متمایز می کند.

برخی از این مکانات و قابلیت ها عبارتند از :

 

مقاومت بالا در برابر خوردگی : این آلیاژ به خاطر داشتن درصد بالایی از کروم و نیکل ، مقاومت خوبی در برابر خوردگی محیطی و خوردگی تحت تنش دارد. این خاصیت باعث می شود که این آلیاژ در شرایط سخت و نامساعد قابل اعتماد باشد.

استحکام بالا : این آلیاژ با رسوب یک فاز مس دار در آلیاژ تقویت می شود که باعث افزایش مقاومت و سختی آلیاژ می شود. این خاصیت باعث می شود که این آلیاژ بتواند به نیروهای بالایی مقاومت کند و شکل خود را حفظ کند.

 

به دلیل داشتن این مکانات و قابلیت ها ، آلیاژ 15-5 PH در زمینه های مختلفی کاربرد دارد.

برخی از کاربردهای متداول این آلیاژ عبارتند از :

برنامه های هوا فضا : این آلیاژ بیشتر در صنعت هوافضا برای ساخت اتصالات و قطعات سازه ای استفاده می شود. این آلیاژ قابلیت تنظیم خصوصیات مکانیکی خود را بر اساس نیازهای صنعت هوافضا دارد و می تواند در دماهای بالا و پایین عملکرد خوبی داشته باشد.

اتصال دهنده ها : این آلیاژ برای ساخت اتصال دهنده هایی که نیازمند مقاومت بالا در برابر خوردگی و استحکام هستند ، مناسب است. این آلیاژ می تواند در اتصال دهنده هایی که در معرض شرایط سخت محیطی هستند ، مانند دریا، نفت و گاز استفاده شود.

برنامه های کاربردی نفت و گاز : این آلیاژ برای ساخت قطعاتی که در صنعت نفت و گاز کاربرد دارند، مانند دریچه ها، چرخ دنده ها و پمپ ها ، مناسب است. این آلیاژ می تواند در شرایطی که دما، فشار و خوردگی بالا هستند، عملکرد خوبی داشته باشد.

فرآوری مواد غذایی : این آلیاژ برای ساخت قطعاتی که در صنعت فرآوری مواد غذایی کاربرد دارند ، مانند مخازن، لوله ها و تجهیزات ، مناسب است. این آلیاژ می تواند در شرایطی که نیازمند بهداشت و تمیزی هستند ، مقاومت در برابر خوردگی و سایش داشته باشد.

 

 

خواص مکانیکی فولاد ضد زنگ 15-5

نوع مواد

وضعیت استحکام کششی نهایی (psi) 0.2٪ قدرت تسلیم (psi) ازدیاد طول (% در 2 اینچ) کاهش مساحت (%) سختی برینل سختی راکول

15-5 PH

H900

190,000 170,000 6 15 388 C40

H1025

155,000

145,000

8

27

331

C35

H1075

145,000

125,000

9

28

311

C32

H1150 135,000 105,000 11 30 277

C28

H1150-M 115,000 75,000 14 35 255

C24

 

استانداردها

UNS S15500

AMS 5659

ASTM A564

کاربرد های 15-5 PH

شیرآلات

قطعات هواپیما چرخ دنده

قطعات پمپ

ترکیب بندی(٪)

کربن : حداکثر 0.070

کروم : 14.0-15.50

Columbian + تانتالیم : 0.15-0.45

مس : 2.50-4.50

منگنز : حداکثر 1.00

نیکل : 3.50-5.50

فسفر : حداکثر 0.040

سیلیکون : حداکثر 1.00

گوگرد : حداکثر 0.30