النيكل (ني): 54.0 – 60.0%(العنصر الأساسي). فهو يشكل مصفوفة السبيكة، مما يوفر مقاومة أساسية للتآكل العام ويضمن الاستقرار الهيكلي عبر نطاق واسع من درجات الحرارة. يعزز النيكل أيضًا قدرة السبائك على الاحتفاظ بالعناصر المفيدة الأخرى مثل الموليبدينوم والكروم.
الكروم (الكروم): 14.0 – 18.0%(العنصر الأساسي المقاوم للتآكل-). إنه يشكل طبقة كثيفة ملتصقة من أكسيد الكروم (Cr₂O₃) على سطح السبيكة، والتي تعمل كحاجز ضد الأكسدة والهجوم بواسطة الأحماض المؤكسدة (مثل حمض النيتريك). يتم إصلاح هذا الغشاء ذاتيًا-في حالة تلفه، مما يحافظ على مقاومة التآكل.
الموليبدينوم (مو): 14.0 – 17.0%(أمر بالغ الأهمية لمقاومة التآكل/الشق). فهو يزيد من قدرة السبائك على تحمل أيونات الكلوريد-الشائعة في مياه البحر والمحاليل الملحية وتيارات العمليات الكيميائية-من خلال منع تكوين حفر وشقوق موضعية للتآكل. كما يعزز الموليبدينوم قوته في درجات الحرارة المعتدلة.
التنغستن (W): أقل من أو يساوي 3.0%(التقوية والمساعدة على التآكل). إنه يعمل مع الموليبدينوم لتعزيز مقاومة السبيكة للوسائط العدوانية ويحسن القوة الميكانيكية دون المساس بشكل كبير بالليونة.
الحديد (الحديد): أقل من أو يساوي 3.0%(الشوائب الخاضعة للرقابة / مساعدات المعالجة). تتم إضافة الحديد بكميات صغيرة لتحسين قابلية تشغيل السبيكة أثناء التصنيع (على سبيل المثال، الدرفلة على الساخن، والسحب على البارد) ولتقليل تكاليف المواد الإجمالية، دون التضحية بأداء التآكل.
الكربون (C): أقل من أو يساوي 0.01%(محدودة للغاية). يمنع المحتوى المنخفض من الكربون ترسيب كربيدات الكروم (على سبيل المثال، Cr₂₃C₆) على طول حدود الحبوب أثناء اللحام أو المعالجة الحرارية. يؤدي ترسيب الكربيد إلى استنفاد الكروم بالقرب من حدود الحبوب، مما يؤدي إلى إنشاء "مناطق استنفاد الكروم-" التي تكون عرضة للتآكل الحبيبي-، وهو وضع فشل كبير في البيئات الكيميائية القاسية.
العناصر النادرة (Si، Mn، P، S): أقل من أو يساوي 0.08% لكل منها(التقليل من الشوائب). يتم التحكم في السيليكون والمنغنيز لتجنب تكوين المراحل المعدنية الهشة؛ يتم الاحتفاظ بالفوسفور والكبريت عند مستويات منخفضة للغاية-لمنع التشقق الساخن أثناء اللحام وللحفاظ على ليونة السبائك.
3. ما هي صلابة Hastelloy C4؟
الحالة الملدنة (شكل التوريد الأكثر شيوعًا):
التلدين هو عملية معالجة حرارية حيث يتم تسخين السبيكة إلى ما يقرب من 1150-1200 درجة، ويتم الاحتفاظ بها لفترة محددة لتحقيق بنية مجهرية موحدة، ثم يتم تبريدها بسرعة (إطفائها) في الماء. تعمل هذه العملية على تليين السبيكة وتحسين ليونتها وتحسين مقاومتها للتآكل-مما يجعلها الحالة القياسية لمعظم التطبيقات (على سبيل المثال، تصنيع الأنابيب ولحام المعدات).
صلابة برينل (HB): يتراوح عادة من 180 إلى 220 HB. تستخدم طريقة برينل كرة فولاذية صلبة كبيرة (قطرها 10 مم) تحت حمل عالي (3000 كجم ثقلي)، مما يجعلها مثالية لقياس الصلابة الإجمالية لمكونات Hastelloy C4 الكبيرة والسميكة (على سبيل المثال، الأنابيب ذات الجدران الثقيلة والمطروقات).
صلابة روكويل (HRB): يقع بشكل عام بين 80 و90 HRB. يستخدم مقياس Rockwell B كرة فولاذية أصغر (قطرها 1/16 بوصة) وحمل أقل (100 كجم قوة)، مناسبة للمكونات الرقيقة (على سبيل المثال، الصفائح المعدنية، والأنابيب ذات الجدران الرقيقة) حيث قد تكون مسافة بادئة برينل كبيرة جدًا.
صلابة فيكرز (HV): يتراوح عادة من 190 إلى 230 فولت. تستخدم طريقة فيكرز مسافة بادئة على شكل هرم ماسي وأحمال متغيرة، مما يوفر دقة عالية للأجزاء الصغيرة أو المعقدة (على سبيل المثال، الوصلات الملحومة والمكونات الآلية الدقيقة). وغالبا ما يستخدم لمراقبة الجودة في التصنيع.
حالة العمل-المتشددة (الأقل شيوعًا)
يحدث تصلب العمل عندما تتعرض السبيكة لتشوه ميكانيكي بارد (على سبيل المثال، الدرفلة على البارد، السحب على البارد) دون التلدين لاحقًا. تعمل هذه العملية على زيادة الصلابة والقوة عن طريق إحداث اختلالات في البنية البلورية للسبيكة، ولكنها تقلل من الليونة وقد تؤثر بشكل طفيف على مقاومة التآكل (بسبب الإجهاد المتبقي).
صلابة برينل (HB): يمكن أن تزيد إلى 250-300 HB حسب درجة العمل البارد.
صلابة روكويل (HRB): قد يرتفع إلى 95-100 HRB أو أعلى.
ما بعد-حالة اللحام:
بعد اللحام، قد تظهر المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) في Hastelloy C4 صلابة أعلى قليلاً من المعدن الأساسي الملدن، وذلك بسبب التغيرات في البنية الدقيقة الموضعية (على سبيل المثال، تحسين الحبوب جزئيًا). ومع ذلك، فإن زيادة الصلابة هذه تكون ضئيلة (عادةً أقل من أو تساوي 20 HB فوق المعدن الأساسي) بسبب انخفاض محتوى الكربون في السبيكة، مما يمنع ترسيب الكربيد المفرط. نادرًا ما يكون التلدين اللاحق للحام مطلوبًا لـ Hastelloy C4 (على عكس بعض سبائك النيكل الأخرى) ولكن يمكن إجراؤه للتطبيقات التي تتطلب توحيدًا صارمًا للصلابة.
