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

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 

سوپر آلياژ اینکونل 718 چيست؟

inconel 718 superalloy

مقدمه

اینکونل 718 یکی از مهم‌ترین سوپرآلیاژهای بر پایه نیکل است که در سال 1962 توسط شرکت سپسیال متالز کورپوریشن توسعه یافت. این آلیاژ از ترکیب نیکل، کروم، مولیبدن، نیوبیوم، تیتانیوم و آلومینیوم تشکیل شده است و دارای خواص فیزیکی و مکانیکی منحصر به فردی است. اینکونل 718 به دلیل داشتن استحکام بالا در دماهای بالا، مقاومت به خوردگی و خزش، جوش پذیری فوق العاده و قابلیت عملیات حرارتی پیر سختی، در بسیاری از کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله، می‌خواهیم به معرفی این آلیاژ، ترکیب شیمیایی آن، استانداردهای مربوط به آن، کاربردهای آن و خواص آن بپردازیم.

ترکیب شیمیایی اینکونل 718

اینکونل 718 یک آلیاژ آستنیتی است که حداقل 50 درصد وزنی آن از نیکل تشکیل شده است.

عناصر دیگری که در ترکیب این آلیاژ وجود دارند عبارتند از :

کروم (17 تا 21 درصد)، مولیبدن (2.8 تا 3.3 درصد)، نیوبیوم (4.75 تا 5.5 درصد)، تیتانیوم (0.65 تا 1.15 درصد)، آلومینیوم (0.2 تا 0.8 درصد)، کبالت (حداکثر 1 درصد)، مس (حداکثر 0.3 درصد)، کربن (حداکثر 0.08 درصد)، منگنز (حداکثر 0.35 درصد)، سیلیسیم (حداکثر 0.35 درصد)، فسفر (حداکثر 0.015 درصد) و گوگرد (حداکثر 0.015 درصد). این عناصر به افزایش استحکام، مقاومت به خوردگی و خزش، جوش پذیری و قابلیت عملیات حرارتی این آلیاژ کمک می‌کنند.

استانداردهای مربوط به اینکونل 718

اینکونل 718 دارای چندین استاندارد صنعتی است که بر اساس شکل، اندازه، خواص و کاربرد آن تعیین می‌شوند.

برخی از این استانداردها عبارتند از :

– استانداردهای AMS : این استانداردها توسط انجمن مواد هوافضا (Aerospace Material Specification) تهیه شده‌اند و برای شکل‌های مختلف اینکونل 718 مانند ورق، نوار، میلگرد، سیم جوش و غیره اعمال می‌شوند. برخی از این استانداردها عبارتند از: AMS 5596، AMS 5597، AMS 5583، AMS 5589، AMS 5590، AMS 5662، AMS 5663، AMS 5664 و AMS 5832.

– استانداردهای ASTM : این استانداردها توسط انجمن آزمایش و مواد آمریکا (American Society for Testing and Materials) تهیه شده‌اند و برای شکل‌های مختلف اینکونل 718 مانند ورق، نوار، میلگرد، سیم جوش و غیره اعمال می‌شوند. برخی از این استانداردها عبارتند از: ASTM B670، ASTM B637، ASTM B1014 و ASTM B6S37.

– استانداردهای ASME : این استانداردها توسط انجمن مهندسان مکانیک آمریکا (American Society of Mechanical Engineers) تهیه شده‌اند و برای شکل‌های مختلف اینکونل 718 مانند ورق، نوار، میلگرد، سیم جوش و غیره اعمال می‌شوند. برخی از این استانداردها عبارتند از: ASME SB-637 و ASME SFA-5.14.

– استانداردهای GE : این استانداردها توسط شرکت جنرال الکتریک (General Electric) تهیه شده‌اند و برای شکل‌های مختلف اینکونل 718 مانند ورق، نوار، میلگرد، سیم جوش و غیره اعمال می‌شوند. برخی از این استانداردها عبارتند از: GE-S400/1000، GE-B50TF14 و GE-B50TF15.

کاربرد های فولاد 718

توربین‌های موتور هواپیما : فولاد 718 به دلیل تحمل دماهای بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی، در قطعات مختلف توربین‌های موتور هواپیما مانند بلیدها، دیسک‌ها، شفت‌ها و مهره‌ها استفاده می‌شود.

توربین‌های گازی : فولاد 718 به دلیل تحمل دماهای بالا و مقاومت در برابر خزش و خوردگی، در قطعات مختلف توربین‌های گازی مانند بلیدها، دیسک‌ها، شفت‌ها و مهره‌ها استفاده می‌شود.

بست‌ها (اتصال دهنده‌ها) : فولاد 718 به دلیل استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی و خزش، در بست‌هایی که در محیط‌های سخت و دماهای بالا کار می‌کنند مانند بست‌های نیروگاه‌های هسته‌ای، نفت و گاز و هوافضا استفاده می‌شود.

اسپیسرها یا فاصله دهنده‌ها : فولاد 718 به دلیل استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی و خزش، در اسپیسرها یا فاصله دهنده‌هایی که در محیط‌های سخت و دماهای بالا کار می‌کنند مانند اسپیسرهای موتور هواپیما، توربین‌های گازی و نیروگاه‌های هسته‌ای استفاده می‌شود .

ویژگی های آلیاژ 718

این آلیاژ می‌تواند در دماهای بالا، شرایط خوردگی و خزش، و محیط‌های کرایوژنیک کار کند. این آلیاژ همچنین دارای مقاومت و استحکام بالایی در برابر کشش و ضربه است. این آلیاژ در شرایط پیری نیز از جوش پذیری فوق العاده برخوردار است و امکان جوشکاری و تعمیر فولاد را فراهم می‌کند.

همچنین میتوانید با مطالعه مقالات زیر درباره دیگر آلیاژ های اینکونل اطلاعات کسب کنید :

آلیاژ اینکونل 600 چیست؟

آلیاژ اینکونل 800 چیست؟

آلیاژ اینکونل 718 چیست؟

سوپر آلياژ اینکونل X750 چيست؟