هل إنكونيل مقاوم للصدأ؟
تعد سبائك الإنكونيل من بين المعادن الأكثر تنوعًا. بفضل أدائها العالي وخصائصها الممتازة، يتم استخدامها في مختلف الصناعات.
إنها خيار طبيعي لصناعات السيارات والفضاء والبحرية والنفط والغاز حيث تم تحسينها خصيصًا لتحمل بعض ظروف التصنيع الأكثر تطلبًا.
ما الذي يجعل سبائك Inconel مميزة جدًا؟ إليك كل ما تحتاج لمعرفته عنهم.
كيف يتم تصنيع سبائك الانكونيل
في حين أن تكوين سبائك الإنكونيل يختلف بشكل كبير، إلا أنها كلها مصنوعة من النيكل والكروم كعناصر أساسية. لا ينبغي الخلط بين هذه المعادن المتخصصة والفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج أو الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي أو أي نوع آخر من سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ. فيما يلي نظرة عامة مختصرة على الأنواع المختلفة لسبائك Inconel وتركيباتها.
إنكونيل 600
تتميز سبائك النيكل والكروم هذه بمقاومة عالية للعديد من العناصر المسببة للتآكل. لن يستسلم للأكسدة العامة أو التشقق الناتج عن التآكل الناتج عن أيونات الكلوريد، حتى في ظل ظروف درجات الحرارة القصوى.
إنكونيل 601
يحتوي Inconel 601 على النيكل والكروم والألومنيوم. إضافة الألومنيوم يمنحه خصائص ميكانيكية ممتازة، حتى في البيئات ذات درجات الحرارة العالية.
إنكونيل 625
يحتوي إنكونيل 625 على النيكل والكروم والموليبدينوم والنيوبيوم. يؤدي التفاعل بين الموليبدينوم والنيوبيوم إلى تصلب البنية المجهرية للسبيكة، وبالتالي زيادة قوة الشد الإجمالية. وهذا يجعل هذه السبيكة القائمة على النيكل مقاومة للغاية للعناصر المسببة للتآكل والتي توجد عادة في الظروف القاسية.
إنكونيل 690
على عكس السبائك المعدنية الأخرى في المجموعة، فإن Inconel 690 مصنوع من الكروم والنيكل العالي. إن استخدام الكروم العالي يجعل هذا النوع من السبائك المعدنية الخاصة مقاومًا للغاية لظروف التآكل في البيئات المائية. كما تسمح مقاومتها العالية للتآكل بمقاومة الكبريت الذي يحدث في البيئات ذات درجات الحرارة العالية.
إنكونيل 718
يختلف هيكل واستجابة Inconel 718 تمامًا عن المعادن الأخرى في السلسلة. هذه السبائك الفائقة القائمة على النيكل مصنوعة من النيكل والكروم مع كميات كبيرة من الموليبدينوم والنيوبيوم والحديد. كما أنه يحتوي على كميات ضئيلة من الألومنيوم والتيتانيوم. إن الجمع بين عناصر السبائك هذه يجعل Inconel 718 قويًا للغاية ومرنًا ومقاومًا للتشقق بعد اللحام.
تطبيقات سبائك Inconel
يستخدم المصنعون ومهندسو التصميم سبائك Inconel في مجموعة متنوعة من التطبيقات الصناعية التي تتطلب مواد موثوقة ومتفوقة تقنيًا. حقيقة أن لديهم مقاومة ممتازة للتآكل ودرجات الحرارة المرتفعة تجعلهم جذابين للغاية.
من الأفضل حجز هذه السبائك للاستخدام في البيئات التي لا تستطيع المواد الأخرى تحملها. وفيما يلي بعض التطبيقات الصناعية الرائدة التي تعتمد على سبائك إنكونيل.
محرك نفاث
صناعة الطيران
تتعرض مكونات المحرك النفاث باستمرار لضغط ودرجة حرارة عالية. ولذلك فإن المواد المستخدمة في بنائه يجب أن تتحمل هذه الظروف مع الحفاظ على قوتها وسلامتها.
تعتبر السبائك الفائقة القائمة على النيكل خيارًا طبيعيًا لأي تطبيق في درجات الحرارة العالية. إنه مقاوم للتآكل، ومقاوم للتشوه الزحف في البيئات عالية الضغط، وله معدل تمدد منخفض حتى في ظل ظروف درجات الحرارة العالية. على سبيل المثال، يتم استخدام Inconel 718 و750 في تصنيع أختام التوربينات والمثبتات وبطانات العادم.
صناعة السيارات
محرك السيارة هو مكون ميكانيكي دقيق. إنها تولد الكثير من الحرارة ولكنها لا تزال بحاجة إلى أن تكون فعالة وخفيفة الوزن وموثوقة. تتمتع Inconel 600 و601 و625 بمجموعة واسعة من التطبيقات بما في ذلك بناء المكونات المهمة في المركبات عالية الأداء. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه بشكل متكرر في أجهزة السلامة السلبية مثل الوسائد الهوائية والمفاتيح الكهربائية ومضخات الوقود وأجهزة الاستشعار وأنظمة الإشعال وموصلات العادم.
صناعة بناء السفن
تحقق سبائك الإنكونيل أداءً عاليًا حتى في ظل الظروف الأكثر قسوة، مثل تلك الموجودة في صناعة بناء السفن. يمكن لسبائك النيكل أن تتحمل الظروف شديدة التآكل في محطات المعالجة البحرية التي تعتمد على مياه البحر كمبرد.
يستخدم Inconel 625 على نطاق واسع في سترات كابلات الاتصالات تحت سطح البحر، ومحركات الدفع، وشفرات المروحة، والحبال السلكية، وحتى معدات قاع البئر.
خصائص سبائك إنكونيل
واحدة من أبرز خصائص سبائك Inconel هي مقاومتها للتآكل. كما أنها تظهر مقاومة ممتازة للأكسدة، حتى بالمقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ، ويمكنها تحمل درجات الحرارة العالية.
عند تعرضه لدرجات حرارة عالية، يشكل الإنكونيل طبقة أكسيد واقية على سطحه لحمايته من المزيد من الضرر. فهي ليست مقاومة للحرارة فحسب، بل إنها تحتفظ بقوتها في ظل هذه الظروف. بالإضافة إلى ذلك، فإن Inconel مقاوم للضغط، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات القاسية في مختلف المجالات.
يتم إنتاج الشرر عند قطع المعدن
قوة درجات الحرارة العالية لسبائك الإنكونيل
يتم تحسين قوة السبائك الفائقة من خلال تقوية المحاليل الصلبة وتقوية الترسيب أو تصلب العمر. تعتمد المعالجة الحرارية المستخدمة على سبيكة معينة ذات درجة حرارة عالية.
تجمع هذه التقنيات النيكل مع كميات متفاوتة من النيوبيوم لتكوين غاما مكرر (غاما). ينتج هذا المركب المعدني بلورات مكعبة صغيرة تمنع تشوه الزحف والانزلاق في درجات حرارة عالية.
يزداد تكوين هذه البلورات بمرور الوقت، خاصة بعد تعريض السبيكة لدرجات حرارة تبلغ 1,560 درجة فهرنهايت (850 درجة) وما فوق لمدة 3-72 ساعة. تسمح طبقة الأكسيد السميكة هذه للمعدن بالبقاء قويًا بشكل استثنائي في نطاق واسع من درجات الحرارة.
فيما يلي نظرة عامة على الخواص الميكانيكية لصفائح Inconel 718 بعد المعالجة الحرارية بالترسيب.
قوة الخضوع في حالة التلدين (الحد الأدنى للإزاحة 0.2%): 80،000 رطل لكل بوصة مربعة (550 ميجا باسكال)
قوة الشد القصوى (الحد الأدنى): 140،000 رطل لكل بوصة مربعة (965 ميجاباسكال)
الاستطالة (الحد الأدنى): 30 (% 2 بوصة)
معامل التمدد الحراري من 77 درجة فهرنهايت إلى 1400 درجة فهرنهايت: 8.9
نظرًا للقوة العالية للسبائك الفائقة، هناك بعض الاعتبارات الأساسية المتعلقة بالماكينة والتي يجب أخذها بعين الاعتبار عند قطعها. غالبًا ما تضيف مقاومتها لدرجات الحرارة العالية حرارة إضافية إلى أدوات القطع، مما يقلل من أدائها. إن إضافة شفرات أو طبقات خاصة مقاومة للحرارة إلى عملية التصنيع يساعد الماكينة على الصمود بشكل أفضل أثناء عملية القطع.
