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.

لوله ASTM A335 P9

ASTM A335 P9 pipe

 

لوله‌های ASTM A335 P9 تابع استاندارد ASTM A335 هستند که به تولید لوله‌های فولادی آلیاژی با گرید P9 برای خدمات در دماهای بالا اختصاص دارد. تاریخچه این استاندارد به زمانی برمی‌گردد که نیاز به مواد ساختاری با خواص مکانیکی و شیمیایی مناسب برای استفاده در شرایط دما و فشار بالا در صنایع مختلف به وجود آمد.

 

در طول تاریخ، استفاده از لوله‌های آلیاژی در صنایع نظیر نفت و گاز، تولید برق، پتروشیمی، و صنایع حرارتی و سایر زمینه‌ها افزایش یافت. برای تأمین نیازهای این صنایع به مواد با خواص خاص، استانداردها و مشخصات فنی مانند ASTM A335 P9 تدوین شدند.

 

ASTM A335 در اصل به عنوان یک استاندارد برای لوله‌های آلیاژی با دماهای بالا و فشارهای بالا ایجاد شد و گریدهای مختلف از لوله‌ها بر اساس خواص مکانیکی و شیمیایی مشخص می‌شوند. گرید P9 خود به دلیل ترکیب خاص شیمیایی و مقاومت در برابر دما و فشار مورد توجه قرار گرفت.

 

به عنوان یک استاندارد ملی و بین‌المللی، ASTM A335 به عنوان راهنمایی برای انتخاب و استفاده از لوله‌های فولادی آلیاژی در برابر شرایط مختلف خدمات و کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

لوله ASTM A335 P9 یک نوع لوله فولادی آلیاژی برای خدمات در دماهای بالا است. استاندارد ASTM A335 مشخصات لوله‌های فولادی آلیاژی برای خدمات در دماهای بالا را تعیین می‌کند و مشخصه‌های خاصی را برای هر گرید فولاد در نظر گرفته است.

 

لوله ASTM A335 P9 به معنای این است که این لوله با استفاده از استاندارد ASTM A335 تولید شده و گرید مشخصی به نام P9 دارد. در اینجا P9 به یک گرید خاص فولاد آلیاژی اشاره دارد که خصوصیات مشخصی از نظر ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی دارد.

ترکیبات شیمیایی

برخی از ویژگی‌های شیمیایی معمول برای گرید P9 عبارتند از :

 

کربن : 0.05 – 0.15٪

منگنز : 0.30 – 0.60٪

فسفر : حداکثر 0.025٪

گوگرد : حداکثر 0.025٪

سیلیکون : 0.50 – 1.00٪

همچنین، این لوله دارای خواص مکانیکی خاصی مانند مقاومت تسلیم حداقل 205 مگاپاسکال، مقاومت کششی حداقل 415 مگاپاسکال و طولانی مدت حداقل 30٪ است.

لوله‌های ASTM A335 P9 به طور عمده در صنایعی مانند بخارزدایی، کوره‌ها و دیگ‌های بخار استفاده می‌شوند که نیاز به مقاومت در دماهای بالا دارند.

 

مشخصات مکانیکی

مشخصات مکانیکی لوله ASTM A335 P9 به طور کلی به شرح زیر است :

 

خواص مکانیکی در دمای محیط (حداکثر 30 درجه سلسیوس) :

مقاومت تسلیم (Yield Strength) : حداقل 205 مگاپاسکال (30,000 psi)

مقاومت کششی (Tensile Strength) : حداقل 415 مگاپاسکال (60,000 psi)

طولانی مدت (Elongation) : حداقل 30٪

خواص مکانیکی در دماهای بالا :

برخی از خواص مکانیکی ممکن است در دماهای بالا تغییر کند، بنابراین در صورت نیاز به دماهای خاص، مشخصات مکانیکی مربوطه باید مشخص گردد.

سایر خصوصیات :

مقاومت به انعطاف (Flexural Strength)

مقاومت به خوردگی (Corrosion Resistance)

تأثیرات نرمی (Impact Toughness)

در هر صورت، برای اطلاعات دقیقتر و بررسی مشخصات مکانیکی به روز و معتبر، توصیه می‌شود که به استاندارد ASTM A335 P9 و مستندات فنی مربوط به آن مراجعه کنید.

 

لوله‌های ASTM A335 P9، که از فولاد آلیاژی با گرید P9 تولید می‌شوند، برای کاربردهایی در شرایط دمای بالا و فشارهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. این لوله‌ها به دلیل خواص مکانیکی و شیمیایی خاصی که دارند، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

برخی از کاربردهای معمول لوله ASTM A335 P9 عبارتند از :

 

بخارزدایی و تأسیسات گرمایشی :

لوله‌های ASTM A335 P9 برای سیستم‌های بخارزدایی و دیگ‌های بخار در نیروگاه‌ها و تأسیسات گرمایشی استفاده می‌شوند. این لوله‌ها به دلیل مقاومت خود در برابر دماهای بالا و فشارهای بخار ایده‌آل هستند.

 

صنایع پتروشیمی و گاز :

لوله‌های ASTM A335 P9 در انتقال گازها و فرآوری محصولات نفتی و گازی برای مقاصدی نظیر انتقال سیالات آلیاژی و فرآوری شیمیایی استفاده می‌شوند.

 

تولید برق :

در تولید برق از نیروگاه‌های حرارتی و همچنین در سیستم‌های گرمایش بخار برق، لوله‌های ASTM A335 P9 به کار می‌روند.

 

صنایع هواپیما و خودرو :

برخی از کاربردهای خاص در صنایع هواپیما و خودرو نیازمند لوله‌های فولادی آلیاژی با خواص خاص هستند، و لوله‌های P9 ممکن است در این زمینه‌ها نیز استفاده شوند.

 

ساخت و ساز و صنعت عمومی :

در پروژه‌های ساخت و ساز عمومی، لوله‌های ASTM A335 P9 برای انتقال سیالات در شرایط دما و فشار متوسط تا بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

توجه داشته باشید که استفاده از لوله‌های فولادی آلیاژی نیاز به رعایت استانداردها و مقررات مشخص برای اجتناب از هر گونه مشکلات آتی دارد.

مزایا لوله‌های ASTM A335 P9

استفاده از لوله‌های ASTM A335 P9 در برخی از کاربردهای خاص دارای مزایای مهمی است که این مزایا عبارتند از :

 

مقاومت در برابر دما و فشار :

لوله‌های ASTM A335 P9 با توجه به خواص مکانیکی و شیمیایی خود، مقاومت بالایی در برابر دماهای بالا و فشارهای بالا دارند. این ویژگی‌ها آنها را به انتخاب مناسبی برای کاربردهایی مانند نیروگاه‌ها، صنایع پتروشیمی، و تأسیسات گرمایشی تبدیل کرده‌اند.

 

مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی :

فولاد آلیاژی گرید P9 دارای مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون (اکسیده شدن در حضور هوا و دیگر گازها) و خوردگی می‌باشد. این ویژگی مهم در محیط‌های صنعتی با شرایط خاص به کار می‌رود.

 

آسانی در تشکیل و جوشکاری :

لوله‌های ASTM A335 P9 به دلیل طراحی خاص و خواص مکانیکی مناسب، آسانی در فرآیندهای تشکیل و جوشکاری را فراهم می‌کنند. این ویژگی از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا این لوله‌ها در پروژه‌های ساختمانی و صنعتی به کار می‌روند.

 

قابلیت انعطاف‌پذیری و سازش با نیازهای مختلف :

استاندارد ASTM A335 به گریدهای مختلف اجازه می‌دهد تا لوله‌ها به تناسب نیازهای مختلف صنایع و کاربردها ساخته شوند. این انعطاف‌پذیری در انتخاب مواد و خواص بهینه برای هر پروژه مفید است.

 

طول عمر بالا :

با توجه به مقاومت به خوردگی و خواص مکانیکی مناسب، لوله‌های ASTM A335 P9 می‌توانند طول عمر بالایی داشته باشند و به عنوان یک راهکار پایدار برای کاربردهای خاص شناخته شوند.

 

همچنین، مهم است که در انتخاب مواد برای هر پروژه، نیازها و شرایط خاص هر کاربرد را در نظر گرفته و مشاوره با متخصصان مرتبط را در نظر بگیرید.

استانداردها

لوله‌های ASTM A335 P9 به استانداردها و مشخصات فنی خاصی تطابق دارند تا به مشخصات خاصی که برای خدمات در دماهای بالا لازم است، پاسخ دهند.

مهمترین استانداردها و مشخصات فنی مربوط به لوله‌های ASTM A335 P9 عبارتند از :

 

ASTM A335 :

استاندارد ASTM اصلی برای لوله‌های فولادی آلیاژی با گریدهای مختلف است. در مورد لوله‌های ASTM A335 P9، این استاندارد به توضیح خواص مکانیکی، خواص شیمیایی، و تست‌های لازم برای این لوله‌ها می‌پردازد.

 

ASME SA335 :

ASME (American Society of Mechanical Engineers) نیز استانداردی برای لوله‌های فولادی آلیاژی ارائه کرده است. استاندارد ASME SA335 تطابق کامل با ASTM A335 دارد و برای مواردی که از لوله‌های فولادی آلیاژی در صنایع مختلف نیاز است، استفاده می‌شود.

 

ASME B36.10M :

استاندارد ASME B36.10M مشخصات ابعاد لوله‌های فولادی را تعیین می‌کند و جزء مشخصات فنی مرتبط با لوله‌های ASTM A335 P9 می‌باشد.

 

ASME B36.19M :

این استاندارد نیز به مشخصات ابعاد لوله‌های فولادی با درز (لوله‌های جوش دار) اختصاص دارد.

 

تفاوت‌ بین لوله‌های ASTM A335 P9 با گرید های P5، P11، و P22 :

لوله‌های ASTM A335 P9، P5، P11، و P22 همگی به استاندارد ASTM A335 تعلق دارند و برای خدمات در دماهای بالا و فشارهای مختلف طراحی شده‌اند. این گریدها از جنس فولاد آلیاژی هستند و در صنایع نیروگاه‌ها، پتروشیمی، تولید برق، و سایر صنایع با شرایط محیطی سخت کاربرد دارند. در زیر تفاوت‌های اصلی بین این گریدها آورده شده است:

 

ASTM A335 P5 :

دارای حداقل مقدار مولیبدن و کروم نسبت به سایر گریدها است. مولیبدن و کروم افزوده شده به جهت افزایش مقاومت در برابر خوردگی و حرارت است.

 

ASTM A335 P9 :

دارای مقادیر بیشتری از مولیبدن و کروم نسبت به P5 می‌باشد، که این خصوصیات آن را برای دماهای بالا و فشارهای بیشتر مناسب‌تر می‌کند.

 

ASTM A335 P11 :

دارای مقدار مولیبدن و کروم بیشتر از P5 است. این گرید نیز برای دماهای بالا و فشارهای بیشتر مناسب است و معمولاً در انتقال بخار و سیالات گرم استفاده می‌شود.

ASTM A335 P22 :

 

از نظر ترکیب شیمیایی، P22 شبیه به P9 است و تفاوت اصلی آن در مقدار پوشش فولاد مولیبدن و کروم است. P22 دارای مقادیر بیشتری از این عناصر برخوردار است که آن را مناسب برای دماها و فشارهای بسیار بالا می‌کند.

هر یک از این گریدها به توجه به شرایط خاص کاربرد، خواص مکانیکی، و مقاومت در برابر دما و فشار، برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتخاب میان آنها بستگی به نیازهای خاص پروژه و محیط کار دارد.

 

معایب

همانطور که در هر مواد و محصولات صنعتی دیگری، لوله‌های ASTM A335 P9 نیز ممکن است معایب خاصی داشته باشند.
در اینجا چندین معیب ممکن برای لوله‌های ASTM A335 P9 ذکر شده است :

 

قابلیت جوشکاری محدود :

در مقایسه با برخی از فولاد‌های کربنی یا فولاد‌های ضدزنگ، لوله‌های آلیاژی مانند ASTM A335 P9 ممکن است قابلیت جوشکاری کمتری داشته باشند و نیاز به تکنیک‌های خاصی برای جلوگیری از کاهش خواص مکانیکی داشته باشند.

 

هزینه بیشتر :

لوله‌های فولادی آلیاژی معمولاً هزینه بیشتری نسبت به لوله‌های فولادی کربنی دارند. این ممکن است یکی از چالش‌ها در انتخاب این نوع لوله برای یک پروژه باشد.

 

حساسیت به خوردگی :

با وجود خواص مقاومت در برابر خوردگی، اما لوله‌های آلیاژی ممکن است در برخی شرایط خاص، مانند مواجهه با محیط‌های خورنده یا مواد شیمیایی خاص، حساسیت نسبت به خوردگی داشته باشند.

 

پرداخت حرارتی :

در صورتی که لوله‌های ASTM A335 P9 به عنوان مواد ساختاری در نقاطی با شرایط حرارتی خاص استفاده شوند، پرداخت حرارتی نقش مهمی ایفا خواهد کرد و ممکن است نیاز به رعایت دقیق ترکیبات حرارتی و فرآیندهای جوشکاری داشته باشد.

مهم است که هنگام انتخاب مواد ساختاری برای یک پروژه، همهٔ مزایا و معایب مواد مورد نظر مورد بررسی دقیق قرار گیرد و انتخاب با توجه به نیازها و شرایط خاص پروژه انجام شود.

ورق استیل داپلکس

duplex steel sheet

 

در فرایند تولید ورق استیل داپلکس، ویژگی‌های خانواده آلیاژهای آستنیتی و فریتی با یکدیگر ترکیب می‌شوند تا از مزایای هر دو آلیاژ با صرف هزینه کمتر بهره‌مند شود. به دلیل استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی، و دارا بودن طیف گسترده‌ای از خواص که بهبود مستمر در عمر تجهیزات را به ارمغان می‌آورد، استفاده از ورق استنلس استیل داپلکس به شدت در حال افزایش است. با این حال، هنوز بسیاری از مصرف‌کنندگان نتواسته‌اند به خوبی این نوع ورق استیل را شناسایی کنند.

در این مرور، ما قصد داریم به شما در مورد مشخصات، مزایا، کاربردها و هرآنچه که برای شناخت بهتر ورق استیل داپلکس لازم است، اطلاعات جامعی ارائه دهیم.

 

ورق استیل داپلکس چیست؟

ورق استنلس استیل داپلکس (Duplex Stainless Steel) نام خود را از ریزساختار دوفازی که دارد، یعنی فریتی و آستنیتی، به‌خود اختصاص داده است. در حالی‌که نسبت‌های دقیق بر اساس گرید متفاوت هستند، اکثر ورق‌های استیل داپلکس تقریباً 50% آستنیت و 50% فریت دارند. این ویژگی منحصربه‌فرد به ورق ضد زنگ داپلکس این امکان را می‌دهد که هم‌زمان از مزایای خانواده آستنیتی و فریتی فولاد بهره‌مند شود و در عین حال نقاط ضعف هر دو را به حداقل برساند.

 

عناصر آلیاژی در ورق ضد زنگ داپلکس هم فریت کننده نظیر کروم، سیلیکون، مولیبدن و هم آستنیته کننده نظیر کربن، نیکل، نیتروژن هستند که به شکل‌گیری دوفازی فریتی و آستنیتی می‌انجامد. همچنین، ممکن است از مولیبدن، نیتروژن و مس نیز برای تأثیرگذاری بیشتر بر خصوصیات محصول نهایی استفاده شود. به‌منظور کاهش خطر خوردگی بین دانه‌ای، محتوای کربن از 0.03% تجاوز نمی‌کند.

 

ورق‌های استیل داپلکس، به سه نوع اصلی تقسیم می‌شوند که هرکدام ویژگی‌ها و موارد کاربردی خاص خود را دارند :

 

ورق داپلکس استاندارد :

این نوع ورق داپلکس، پرکاربردترین گزینه است و در ساختار خود 19.5 تا 23% کروم و 3 تا 6.5% نیکل را شامل می‌شود.

با توجه به ترکیب مناسب این عناصر، این ورق دارای استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی و پایداری در شرایط مختلف است.

 

ورق سوپر داپلکس :

این نوع ورق داپلکس حاوی 3% کروم، 8% نیکل و تا 5% مولیبدن است. همچنین، مس و تنگستن نیز برای تولید این نوع ورق به‌کار می‌روند.

ویژگی‌های منحصربه‌فرد این ورق شامل مقاومت بالا در برابر خوردگی، استحکام فوق‌العاده، و عملکرد بسیار خوب در شرایط حاکمیت دما و فشار می‌باشد.

 

ورق داپلکس Lean :

این دسته از ورق‌های استیل داپلکس، کم‌آلیاژترین گزینه است و نسبت به دو نوع دیگر، محبوبیت کمتری دارد.

 

تاریخچه ورق استیل داپلکس

تاریخچه ورق استیل داپلکس یک پیشرفت مهم در صنعت فولادزنی است که به تدریج در طول زمان شکل گرفته است. مفهوم و استفاده از ورق استیل داپلکس در اوایل دهه 1920 به عنوان یک نوع خاص از فولاد زنگ‌نزن جلب توجه کرد. با این حال، تولید اولین نمونه‌های فولاد زنگ‌نزن داپلکس از دهه 1930 در کشورهای فرانسه و سوئد آغاز شد.

 

آلیاژهای اولیه داپلکس اکثراً برای تولید ریخته‌گری و کاربردهای خاص محدود بودند، زیرا دارای مقدار نسبتاً بالایی کربن بودند. اما با پیشرفت‌های در زمینه کنترل کیفیت و فناوری تولید فولاد، در پایان دهه 1960، کربن زدایی به کارخانه‌های ریخته‌گری فلز اجازه داد تا فولادهای کم کربن با محتوای بالای کروم و نیکل تولید کنند. این عمل باعث ساختاری متعادل از فریت و آستنیت شد، که در نتیجه به پدیدآمدن نسل جدیدی از آلیاژهای داپلکس با عملکرد بهتر و کاهش نقاط ضعف این نوع فولادها منجر شد. این پیشرفت‌ها باعث گسترش استفاده از ورق استیل داپلکس در صنایع مختلف شد و این فلزات به سرعت به یکی از گزینه‌های اصلی در تولید تجهیزات صنعتی تبدیل شدند.

 

یکی از گریدهای بسیار رایج و پرکاربرد در زمینه ورق استیل داپلکس، گرید Duplex 2205 (UNS S21803/32205) است که از آلیاژهای مدرن و پیشرفته در این حوزه به شمار می‌آید. این گرید که در اواسط دهه 1970 به بازار عرضه شد، تاکنون جایگاه ویژه‌ای در صنعت داپلکس استیل حفظ کرده و نمره مقاومت به خوردگی آن از نمرات فولاد ضد زنگ آستنیتی معمولی مانند 304 (UNS S30400)، 316 (UNS S31600) و 317 (UNS S31700) بالاتر است.

 

گرچه استانداردهای جدیدتر در تولید این ورق از طیف گسترده‌ای از کروم، مولیبدن، و نیکل بهره می‌برند، اما Duplex 2205 به دلیل عملکرد برتر خود، همچنان جزء محبوب‌ترین انتخاب‌ها در صنعت می‌باشد.

 

علاوه بر این، گریدهای دیگری از آلیاژهای استیل داپلکس نیز در بازار جلب توجه کرده‌اند، از جمله Super Duplex 2507 (UNS S32750)، Duplex 2304 (UNS S32304)، و Lean Duplex 2101 LDX (UNS S32101). این گریدها نیز با ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود، گسترش دامنه کاربردهای ورق استیل داپلکس را بهبود بخشیده و تنوع بیشتری در انتخاب‌های بازار ایجاد کرده‌اند.

 

ورق استیل داپلکس به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود در صنایع مختلف به کار می‌رود.

برخی از کاربردهای این نوع فولاد شامل موارد زیر می‌شود :

 

صنایع نفت و گاز :

لوله‌ها و تجهیزات فرآیند : به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و تحمل در مقابل شرایط خورنده در صنایع نفت و گاز، ورق استیل داپلکس برای ساخت لوله‌ها و تجهیزات فرآیند از جمله حفاری نفت و تجهیزات حفاری ایده‌آل است.

 

صنایع شیمیایی و پتروشیمی :

تجهیزات خوراکی : در تولید و فرآوری مواد شیمیایی، ورق استیل داپلکس به عنوان تجهیزات خوراکی مورد استفاده قرار می‌گیرد به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و خصوصیات مکانیکی برجسته.

 

صنعت دریایی :

تجهیزات دریایی : به علت مقاومت عالی در برابر اثرات شورابه در محیط‌های دریایی، از جمله تجهیزات دریایی مانند کشتی‌ها، سکوهای نفتی و تجهیزات زیردریایی، استفاده از ورق استیل داپلکس بسیار مناسب است.

 

صنایع خودروسازی :

قطعات خودرو : در تولید قطعات خودرو که با شرایط مختلف آب و هوا و اثرات زیست محیطی مواجه هستند، استفاده از ورق استیل داپلکس به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و ضربه، گزینه ایده‌آلی است.

 

صنایع غذایی :

تجهیزات تولید و پردازش غذا : در تولید تجهیزاتی که با مواد غذایی در تماس هستند، ورق استیل داپلکس به علت مقاومت به خوردگی و آسیب، در ساخت تجهیزات مانند مخازن ذخیره و تجهیزات تولید غذا به‌کار می‌رود.

این نوع استیل با ترکیب فوق‌العاده‌ای از خواص مکانیکی، مقاومت به خوردگی، و مقاومت در برابر دما، در بسیاری از صنایع به گزینه اول تبدیل شده است.

 

خواص مکانیکی

در زیر، جدولی از خواص مکانیکی ورق استیل داپلکس 2205 (UNS S21803/32205) آورده شده است. این خواص معمولاً توسط استانداردهای مختلف مشخص می‌شوند و ممکن است به تغییرات کوچکی در هر استاندارد بستگی داشته باشد.

خصوصیت	مقدار
تحمل کشش (تسلیم)	450 مگاپاسکال
تحمل کشش (کششی نهایی)	655 مگاپاسکال
مدول الاستیسیته	200 گیگاپاسکال
استحکام ضربه	100 ژول
ضریب تنوع  (CHARPY V-NOTCH)	25٪ در سانت 50 میلی‌متر
تخلیه الاستیک ٪	25
تاثیر انرژی زمستانی	-50 درجه سانتیگراد
293 HBW	چقرمگی (Hardness)

لطفاً توجه داشته باشید که این اطلاعات به عنوان یک راهنمای کلی ارائه شده‌اند و بسته به نحوه فرآیند تولید، شرایط حرارتی، و استانداردهای مورد استفاده، مقادیر ممکن است تغییر کنند. بهتر است همیشه به استانداردهای خاص و تولیدکننده‌های معتبر مراجعه شود تا اطمینان حاصل شود.

 

ترکیبات شیمیایی

زیرا ترکیبات شیمیایی دقیق ورق استیل داپلکس 2205 (UNS S21803/32205) ممکن است بسته به استانداردها و شرکت‌های تولیدکننده متغیر باشد، اما یک ترکیب شیمیایی نمونه رایج به شکل زیر است :

عنصر	درصد
کروم (Cr)	22-23
نیکل (Ni)	4.5-6
مولیبدن (Mo)	3-3.5
منگنز (Mn)	کمتر از 2
فسفر (P)	کمتر از 0.03
گوگرد (S)	کمتر از 0.02
کربن (C)	کمتر از 0.03
نیتروژن (N)	کمتر از 0.2
سیلیکون (Si)	کمتر از 1