يتطلب التمييز بين الفولاذ المقاوم للصدأ من Inconel التحققالتكوين والخصائص الفيزيائية والأداء في ظل اختبارات محددة، لأنها غالبا ما تبدو متشابهة بصريا. فيما يلي طرق رئيسية:
المغناطيسية:
معظم الفولاذ المقاوم للصدأ (على سبيل المثال ، 304 ، 316)غير مغناطيسيةأو مغناطيسي ضعيف (بسبب الهيكل الأوستنيتي) ، على الرغم من أن بعض الفولاذ المقاوم للصدأ في الويريتي أو مارتينيسيت (على سبيل المثال ، 430 ، 410) مغناطيسي.
سبائك Inconel (على سبيل المثال ، 600 ، 625 ، 718) هي بشكل عامغير مغناطيسيةأو مغناطيسي ضعيف ، حتى في درجات الحرارة العالية ، بسبب قاعدة كروم النيكل. هذا يجعل المغناطيسية وحدها اختبارا غير موثوق.
اختبارات مقاومة التآكل:
يعرض Inconel مقاومة فائقة للتآكل الشديد ، وخاصة في بيئات درجات الحرارة العالية أو الحمضية أو الغنية بالكلوريد. على سبيل المثال ، سيؤدي تعريض كلا من مياه البحر الغليان أو الأحماض القوية (على سبيل المثال ، حمض الكبريتيك) مع مرور الوقت إلى تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ (الحفر ، الصدأ) بشكل أسرع من Inconel.
سلوك درجات الحرارة العالية:
يحتفظ DeCinel بالقوة في درجات حرارة عالية جدًا (تصل إلى 1000 درجة أو أكثر) ، في حين أن الفولاذ المقاوم للصدأ (على سبيل المثال ، 304) يخفف ويؤكسد بسرعة أعلى من 600-800 درجة. يمكن أن يكشف تسخين عينة إلى 800 درجة والتحقق من التشوه أو التحجيم عن اختلافات: سيظل Inconel مستقرًا ، في حين أن الفولاذ المقاوم للصدأ قد يشوه أو تطوير طبقة أكسيد سميكة.
التحليل الكيميائي:
يمكن استخدام أدوات مثل تحليلات التألق بالأشعة السينية (XRF) اكتشاف التركيب الأولي:
الفولاذ المقاوم للصدأ لديه 10-30 ٪ من الكروم ، وانخفاض النيكل (في كثير من الأحيان 8-12 ٪ في 304) ، وقد تشمل الموليبدينوم (في 316).
يحتوي Inconel على ارتفاع النيكل (50-76 ٪) ، والكروم الكبير (15-25 ٪) ، وغالبًا ما يحتوي على موليبدينوم أو نيوبيوم أو عناصر التيتانيوم أقل شيوعًا في الفولاذ المقاوم للصدأ القياسي.
كثافة:
يحتوي Inconel على كثافة أعلى (على سبيل المثال ، 8.4-8.5 جم/سم مكعب لـ Distinel 625) مقارنةً بمعظم الفولاذ المقاوم للصدأ (على سبيل المثال ، 7.9 جم/سم مكعب لمدة 304). يمكن أن يشير وزن المجلدات المتساوية إلى وجود مادة أكثر كثافة.
لا توجد مواد واحدة على مستوى عالمي "أفضل" من Inconel ، لكن بعض السبائك تتفوق عليها في ظروف محددة ، اعتمادًا على متطلبات مثل درجة الحرارة أو التآكل أو التكلفة:
هاستلوي: عائلة من سبائك نيكل-موليبدينوم والكروميوم (على سبيل المثال ، Hastelloy C276) تتفوق فيالتآكل الكيميائي المتطرف(على سبيل المثال ، حمض الهيدروكلوريك ، الكلور) حيث قد يكافح Inconel. كما أنها تقاوم التآكل وتآكل الشد بشكل أفضل في البيئات الغنية بالكلوريد.
سبائك التيتانيوم (على سبيل المثال ، TI-6AL-4V): أخف وزنا (الكثافة ~ 4.5 جم/سم مكعب مقابل DiNEEL ~ 8.5 جم/سم) مع نسب عالية القوة إلى الوزن ، مما يجعلها أفضل للتطبيقات الفضائية أو البحرية حيث يكون الوزن حرجًا. إنهم يقاومون التآكل في مياه البحر والبيئات المؤكسدة ولكنهم يفتقرون إلى قوة ديكيل عالية درجة الحرارة.
Superalloys المستندة إلى الكوبالت (على سبيل المثال ، Stellite 6): عرض متفوقةارتداء المقاومةوالقوة في درجات حرارة تصل إلى 1100 درجة ، تتجاوز الإزعاج في تطبيقات مثل شفرات التوربينات أو أدوات القطع تحت الاحتكاك العالي.
نيكل تيتانيوم (نيتينول): سبيكة ذاكرة الشكل التي تفوق الأداء في التطبيقات التي تتطلب استرداد الشكل (على سبيل المثال ، الأجهزة الطبية ، المحركات) ، على الرغم من أنها تفتقر إلى قوة درجات الحرارة العالية.
السيراميك (على سبيل المثال ، كربيد السيليكون): تحمل درجات حرارة أعلى (تصل إلى 2000 درجة) من أي سبيكة معدنية ، مما يجعلها أفضل لبيئات الحرارة المرتفعة للغاية (على سبيل المثال ، فوهات الصواريخ) ، لكنها هشة وصعوبة في التصنيع.
نعم ، يمكن لحام Inconel ، ولكنه يتطلب تقنيات متخصصة بسبب قوته العالية ، وحساسيته للحرارة ، والميل إلى تشكيل مراحل هشة. تشمل الاعتبارات الرئيسية:
عمليات اللحام: لحام قوس التنغستن الغاز (GTAW/TIG) هو الأكثر شيوعًا ، لأنه يوفر التحكم الدقيق للحرارة. يستخدم اللحام القوس المعدني الغازي (GMAW/MIG) أيضًا في أقسام أكثر سمكًا ، في حين أن اللحام بالمقاومة ممكنة للألواح الرقيقة.
حشو المعادن: مطابقة أو معادن حشو النيكل والكروميوم المتوافقة (على سبيل المثال ، Ernicrmo-3 لـ Inconel 625) مطلوبة للحفاظ على مقاومة التآكل والخصائص الميكانيكية.
علاج ما قبل وبعد ويلد:
النظافة عبارة عن أكاسيد أو زيوت أو ملوثات للاحتفال الحرجة لمنع المسامية.
غالبًا ما يكون التسخين غير ضروري (باستثناء الأقسام السميكة) لتجنب نمو الحبوب.
قد تكون هناك حاجة إلى معالجة حرارة ما بعد الحرب (على سبيل المثال ، تلدين المحلول) لتخفيف الإجهاد واستعادة ليونة ، خاصة بالنسبة للسبائك مثل Inconel 718 ، والتي يمكن أن تصل إلى العمر.
التحديات.
لتحديد Inconel ، الجمع بين الاختبارات التالية للدقة:
التفتيش البصري: يحتوي Inconel على تشطيب فضي مشرق على غرار الفولاذ المقاوم للصدأ ، ولكنه قد يتطور طبقة أكسيد رقيقة وموحدة (رمادية أو ذهبية) بعد التعرض لدرجة الحرارة العالية ، على عكس الصدأ غير المتفوقة غير المتكافئ.
فحص الكثافة: Inconel هو أكثر كثافة (~ 8.4–8.8 جم/سم) من معظم الفولاذ المقاوم للصدأ (~ 7.9 جم/سم) أو الألومنيوم (~ 2.7 جم/سم). يمكن للوزن عينة وحساب كثافة (الكتلة/الحجم) تضييقها لأسفل.
اختبار التآكل: فضح المعدن إلى حمض مؤكسد قوي (على سبيل المثال ، حمض النيتريك) أو رذاذ الملح عالية درجة الحرارة. سيقاوم Inconel التآكل ، في حين أن الفولاذ المقاوم للصدأ قد يظهر الحفر أو تلون.
اختبار درجة الحرارة العالية: تسخين العينة إلى 800-1000 درجة. سيبقى Inconel قاسيًا ومستقرًا ، في حين أن الفولاذ المقاوم للصدأ يخفف أو يتأكسد بشكل ملحوظ.
التحليل الكيميائي: Use XRF or optical emission spectroscopy (OES) to measure elemental composition. Inconel will show high nickel (>50 ٪) ، والكروم (15-25 ٪) ، وغالبًا ما يكون الموليبدينوم أو عناصر النيوبيوم غائبة أو بكميات أقل في السبائك القياسية مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو مونيل.
علامات الشركة المصنعة: تحقق من الطوابع أو الملصقات (على سبيل المثال ، "in625 ،" "Inconel 718") على المواد ، الشائعة في المكونات الصناعية.
لتحديد الهوية النهائية ، يعد التحليل الكيميائي المختبري (على سبيل المثال ، الكيمياء الرطبة أو قياس الطيف الكتلي) الطريقة الأكثر موثوقية.
