معرفی آلیاژ اینکونل خصوصیات و کاربرد آن

این آلیاژ از گروه سوپرآلیاژهای برپایه‌ی نیکل است که در شرایط کاری، فشار و دمای زیاد در برابر اکسیداسیون و خوردگی مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد. بر روی سطح آلیاژهای اینکونل برای جلوگیری از خوردگی بیشتر لایه‌ای غیر فعال، پایدار و مقاوم از اکسید ایجاد می‌شود. همچنین اینکونل در طیف گسترده‌ای از دماها استحکام دارد. شرکت .Special Metals Co نام تجاری سوپر آلیاژ اینکونل را ثبت کرده است. همچنین این آلیاژ با نام‌های iconel و inco نیز نامیده می‌شود. اولین آلیاژهای اینکونل در ابتدا برای محیط های سخت و با دمای بالا در اواسط قرن بیستم فرموله شدند.

در شرایطی که به علت احتمال وقوع خزش در دماهای بالا، آلومینیوم و فولادهای زنگ نزن استفاده نمی‌شوند، آلیاژ اینکونل کاربرد ویژ‌ه‌ای دارد. این آلیاژ دارای گریدهای مختلفی مانند اینکونل 600، اینکونل 625 و … است. قیمت این آلیاژ با توجه به عناصر خاصی که در ساختار خود دارد و ویژگی‌های ایجاد شده، در مقایسه با آلیاژهای معمولی متفاوت است.

آلیاژ اینکونل

اینکونل گروهی از سوپرآلیاژهابوده و ترکیب شیمیایی آن در انواع مختلف آلیاژ متفاوت است. با این حال، همه آلیاژهای خانواده اینکونل بر پایه نیکل هستند. علاوه بر این، کروم معمولاً دومین عنصر فراوان در ترکیب شیمیایی Inconel است. تقریباً هر Inconel مقداری آهن در ترکیب خود دارد که تقریباً همیشه بیشتر از 1٪ است. اینکونل برای کاربردهایی با دمای بالا استفاده می‌‌شود. عناصر دیگری که در برخی از آلیاژهای اینکونل یافت می شوند عبارتند از:

• کبالت
• مولیبدن
• نیوبیم
• تیتانیوم

ویژگی اینکونل

ترکیبی از خواص فیزیکی و شیمیایی که اینکونل دارد چیزی است که آن را بسیار خاص کرده است. اینکونل به دلیل توانایی خود در مقاومت در برابر دماهای فوق العاده بالا شناخته شده است. در حالی که موادی مانند فولاد، دمای ذوب بالاتری نسبت به نیکل دارند، عملکرد آنها از نظر استحکام و مقاومت در برابر خوردگی در دماهای بالا خوب نیست. از طرف دیگر، اینکونل خواص مقاومتی عالی را در دماهای بالا حفظ می کند و یک لایه اکسید محافظ تشکیل می دهد که در برابر خوردگی در دماهای بالا مقاومت می‌کند.

علاوه بر عملکرد دمای بالا، اینکونل دارای خواص مقاومتی عالی در دمای اتاق است. مقادیر بالای کروم باعث مقاومت در برابر خوردگی عالی در دمای اتاق می‌شود.

چندین آلیاژ اینکونل، مانند اینکونل 718، برای افزایش استحکام بیشتر، در اثر رسوب سخت می‌شوند.

خصوصیات آلیاژ اینکونل

• مقاومت دربرابر دماهای بالا
• مقاوم در محیط‌های اسیدی مانند اسیدهای فسفریک وسولفوریک
• مقاوم در برابر خوردگی و اکسیداسیون در دماهای بالا
• استحکام کششی بالا
• مقاوم نسبت به خستگی
• دارای مقاومت مناسب به خزش

انواع آلیاژهای اینکونل

– Inconel 188: به راحتی برای ساخت توربین‌های گازی تجاری و کاربردهای هوافضا استفاده می‌شود

– Inconel 230: آلیاژ 230 Plate & Sheet عمدتاً توسط صنایع برق، هوافضا، پردازش شیمیایی و صنایع گرمایش صنعتی استفاده می شود.

– اینکونل 600: حلول جامد تقویت شده، مقاومت در برابر اکسیداسیون تا 1093 درجه سانتیگراد است. استحکام دهی محلول جامد و در صنایع غذایی و مهندسی هسته ای کاربرد دارد.

– Inconel 617: محلول جامد تقویت شده (نیکل، کروم، کبالت، مولیبدن)، استحکام در دمای بالا، مقاوم در برابر خوردگی و اکسیداسیون، کارایی بالا و جوش پذیری. گنجانده شده در دیگ بخار ASME و کد مخزن تحت فشار برای کاربردهای هسته ای با دمای بالا مانند راکتورهای نمک مذاب

– اینکونل 625: قابلیت جوشکاری و مقاوم نسبت به اسید و در برابر خوردگی حفره ای مقاوم است.

– اینکونل 690: از میزان کمی کبالت برخوردار بوده و برای کاربردهای هسته‌ای و مقاومت ویژه کم استفاده می‌شود

– Inconel 713C: آلیاژ ریختگی پایه نیکل-کروم قابل سخت شدن در اثر بارش

– اینکونل 718:  دارای قابلیت جوشکاری و استحکام دهی توسط فاز گاما دبل پرایم

– اینکونل X-750: معمولاً برای اجزای توربین گاز، از جمله پره‌ها، مهر و موم‌ها و روتورها استفاده می‌شود.

– اینکونل 751: در این آلیاژ میزان عنصر آلومینیوم برای بهبود استحکام شکست در دمای ۱۶۰۰ افزایش یافته ‌است.

– اینکونل 792: مقدار عنصر آلومینیوم برای بهبود خواص خوردگی دما بالا افزایش یافته ‌است و در ساخت توربین‌های گازی کاربرد دارد.

– اینکونل 939: از قابلیت جوشکاری خوبی برخوردار بوده و دارای استحکام دهی توسط فاز گاما پرایم است.

اینکونل 925: یک فولاد زنگ نزن آستنیتی تثبیت نشده با محتوای کربن کم است. در انواع سخت‌شدگی یا تقویت‌کننده بارش، افزودن‌های آلیاژی آلومینیوم و تیتانیوم با نیکل ترکیب می‌شوند و ترکیب بین فلزی Ni3 (Ti,Al) یا گاما پرایم (γ’) را تشکیل می‌دهند. گاما پرایم بلورهای مکعبی کوچکی را تشکیل می‌دهد که در دماهای بالا به طور موثری از لغزش و خزش جلوگیری می‌کند.

آلیاژ اینکونل 738

آلیاژ اینکونل 738 در سال 1967 میلادی در آزمایشگاه تحقیقاتی پائول دی مریکا تولید گردید. یک سوپرآلیاژ ریختگی بر پایه نیکل غیر مغناطیسی است که از ۶۰ درصد نیکل، 16 درصد کروم، 5.8 درصد کبالت و مقادیر بسیار کمی از سایر فلزات مانند تنگستن، تیتانیم و آلومینیوم تشکیل شده است.

بر اساس میزان کربن موجود در این سوپرآلیاژ می‌توان آن را به دو دسته کم کربن (IN-738LC) با میزان کربن 9 الی 18 درصد و پرکربن (IN-738C) با میزان 15 الی 20 درصد کربن تقسیم‌بندی نمود. آلیاژ اینکونل 738 کم کربن به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون و خواص مکانیکی دما بالای خوب بصورت گسترده‌ای در صنایع مختلف استفاده می‌شود. از کاربردهای IN-738LC می‌توان به ساخت قطعات حساس توربین‌های هوایی و گازی از جمله محفظه‌های احتراق، دیسک‌ها، پره‌های متحرک و ثابت،چرخهای یکپارچه و … اشاره نمود.

کاربرد اینکونل

اینکونل در بسیاری از صنایع مختلف استفاده می‌شود. یکی از رایج‌ترین کاربردهای Inconel در صنعت هوافضا است، یعنی در محیط با دمای بالا که در موتور جت وجود دارد. نازل‌های سوخت، حلقه‌های پس سوز و سایر اجزای موتور معمولاً از Inconel ساخته می‌شوند. این به این دلیل است که آنها در دمای بالا که در حین کار وجود دارد عملکرد خوبی از خود نشان می‌دهند. آنها همچنین در برابر خطر خوردگی ناشی از سوخت جت و سایر مایعات مقاومت می‌کنند.

Inconel همچنین اغلب در موشک‌ها و سفینه‌های فضایی استفاده می‌شود. آلیاژهای رایج در صنعت هوافضا عبارتند از Inconel 625 و Inconel 718.

یکی دیگر از کاربردهای رایج سوپرآلیاژهای اینکونل در صنایع هسته‌ای است. راکتورهای هسته‌ای به استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی بالا و عملکرد عالی دمای بالا نیاز دارند، به همین دلیل است که اینکونل اغلب استفاده می‌شود. آلیاژهای رایج در صنعت هسته‌ای عبارتند از Inconel 600 و Inconel 690.

سایر صنایعی که کمتر از اینکونل استفاده می‌کنند عبارتند از:

• خودروسازی، تجهیزات
• ابزار تولیدی
• نفت و گاز
• سکوهای نفتی دریایی
• شیرآلات و اتصالات با فشار بالای تانکرها
• صنایع غذایی
• ساخت تیغه‌های توربین‌های گازی
• سلاح گرم
• در صنایع هوایی و هوافضا، خودروسازی، اسلحه سازی
• ساخت محفظه‌ی احتراق در موشک جت یا توربین
• صنایع و فرایندهای شیمیایی و پتروشیمی
• تجهیزات کنترل آلودگی
• تجهیزات نظامی و پیشرفته صنایع دفاعی
• ساخت تیغه‌های توربین‌های گازی
• توربو شارژرها
• قطعات تجهیزات هسته‌ای مانند راکتورهای هسته‌ای
• و …

هر کاربردی که نیاز به استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی بالا در یک محیط با دمای بالا داشته باشد، معمولاً کاندیدای خوبی برای استفاده از Inconel است.

بیشتر بخوانید: معرفی شرکت فولاد آلیاژی ایران