انواع آلیاژ اینکونل و کاربرد آن

آلیاژ اینکونل یک سوپر آلیاژ آستینیتی بر پایه نیکل است که کارایی بسیار بالایی دارد. یکی از مهم ترین خواص آلیاژ اینکونل که باعث برتری آن نسبت به سایر فلزات و آلیاژها می‌شود، قدرت تحمل آن در برابر فشار و دمای خیلی بالاست؛ به طوری که تحمل دمای آن از آلومینیوم و فولادهای زنگ نزن نیز بالاتر بوده و در شرایطی که میزان دما بسیار بالا باشد به جای آلومینیوم و فولاد از انواع آلیاژ اینکونل استفاده می‌کنند. قیمت اینکونل بالاست و از این رو فقط در شرایط خاص کاربرد دارد. در ادامه به معرفی کامل تری از انواع، خواص و کاربردهای این ابر آلیاژ فلزی خواهیم پرداخت.

تاریخچه اینکونل

این آلیاژ در سال 1940 و در اوایل جنگ جهانی دوم با هدف بهبود مقاومت نسبت به دما و خوردگی، توسط تیم تحقیقاتی شرکت Wiggin Alloy، که یک شرکت انگلیسی بود ، تولید و معرفی شد.

آلیاژ اینکونل در صنایع مختلف مورد استقبال و توجه زیادی قرار گرفت و در سال‌های بعدی شرکت‌های دیگر این آلیاژ را در انواع گریدهای مختلف تولید کردند.

ترکیبات آلیاژهای اینکونل

آلیاژ اینکونل به وسیله ترکیبات مختلفی از عناصر ساخته می‌شود اما وجه اشتراک همه آنها این است که نیکل  به عنوان فلز اصلی و کروم به عنوان دومین عنصر اساسی بعد از نیکل در تولید این آلیاژها به کار می‌رود.

همانطور که در جدول بالا میبینید عناصر متفاوتی همچون منگنز، آهن، سیلیسیم، کبالت، مولیبدن و ... در تولید انواع آلیاژ اینکونل نقش دارند و میزان به کاربردن هر یک از این عناصر سبب ایجاد گریدی خاص از این آلیاژ می‌شود.

انواع آلیاژ اینکونل

آلیاژهای اینکونل در گریدهای مختلف و برای اهداف متفاوتی تولید و روانه بازار می‌گردند. مهم ترین گریدهای اینکونل عبارتند از:

• اینکونل 600 : این گرید به منظور افزایش استحکام محلول‌های جامد به کار می رود. میزان نیکل موجود در این آلیاژ بیشتر از 72%، کروم 14 الی 17 در صد، آهن 6 تا 10 در صد است. عناصر دیگری نیز در ترکیبات این گرید استفاده می‌شود که میزان هر یک از آنها کمتر از 1 در صد می‌باشد.
• اینکونل601 : وجود آلومینیوم در ساختار گرید 601 سبب گردیده تا مقاومت بسیار بالایی در مقابل دماهای بسیار بالا داشته باشد. این نوع آلیاژ گزینه مناسبی برای ساخت اجزای موتورها می‌باشد. این گرید 58 الی 63 در صد نیکل، 21 الی 25 در صد کروم، 1 الی 1.7 درصد آلومینیوم در ترکیبات خود دارد.
• اینکونل 617: از جمله خواص اینکونل 617 می‌توان به مقاومت بسیار بالای آن در برابر خزش و اکسیداسیون اشاره نمود. ترکیبات اینکونل 617 شامل حداقل 44.5 در صد نیکل، 20 الی 24 در صد کروم، 10 الی 15 در صد کبالت، بین 8 تا 10 در صد مولیبدن می‌باشد . سایر عناصر همچون آلومینیوم و آهن و ... نیز در تولید این گرید آلیاژ اینکونل نقش دارند.
• اینکونل 625: قابلیت بالا در جوشکاری و مقاومت در برابر اسیدها از مهمترین خواص اینکونل 625 می‌باشد. مقاومت بالای این محصول سبب شده تا ورق اینکونل 625 به عنوان یکی از پر کاربردترین ورق‌ها در صنعت پتروشیمی شناخته شود. این گرید به غیر از نیکل، مولیبدن و کروم دارای مقدار زیادی نایوبیم هم هست که به استحکام بیشتر آن کمک می‌کند.
• اینکونل 690: بعد از نیکل و کروم بیشترین عنصر به کار رفته در گرید 690، آهن می‌باشد. میزان آهن در این نوع آلیاژ بین 7 تا 11 در صد است. مقاومت ویژه این گرید کم بوده و برای کاربردهای هسته ای به کار می‌رود.
• اینکونل 713: این گرید قابلیت ریخته گری بسیار مطلوبی دارد و در دمای بالا (تا 1800 درجه فارنهایت) مقاوم است. در اینکونل 713 عناصر مختلفی به کار رفته اند که بیشترین سهم عناصر در این آلیاژ به ترتیب مربوط به نیکل، کروم، آلومینیوم، مولیبدن و آهن است.

• اینکونل 718: آلیاژ اینکونل 718 شامل عناصری همچون نیوبیوم، مولیبدن، تیتانیوم و آلومینیوم در ترکیب خود می‌باشد. عملیات حرارتی اینکونل 718 از نوع عملیات حرارتی پیر سختی می‌باشد که سبب افزایش تنش تسلیم و چکش خواری آن می‌شود. مقاومت مکانیکی بالای این گرید آن را به گزینه مناسبی برای تولید سازه‌های فضایی تبدیل نموده است.
• اینکونل 751: نوع 751 این آلیاژ دارای مقادیر بیشتری از آلومینیوم بوده و استحکام شکست بهتری در دمای 1600 فارنهایت دارد.
• اینکونل 792: آهن، نیوبیوم، مولیبدن، تیتانیوم و کبالت عناصر اصلی بعد از نیکل و کروم در ساختار اینکونل 792 هستند. ساخت موتور جت هواپیما و ساخت پره‌های توربین گازی از کاربردهای این گرید می‌باشد.
• آلیاژ اینکونل 750x : تیتانیوم و آلومینیوم به کار رفته در این گرید سبب بهبود خواص خزشی و افزایش مقاومت کششی این آلیاژ می‌شود.
• اینکونل 939: این آلیاژ با فاز پرایم استحکام بخشی شده و قابلیت جوشکاری بیشتری نسبت به سایر آلیاژهای اینکونل دارد.

ویژگی و خصوصیات آلیاژ اینکونل

به طور کلی ویژگی‌های اصلی آلیاژ اینکونل عبارتند از:

• مقاومت بالایی نسبت به زنگ زدگی و اکسیداسیون در دمای بالا دارند.
• در محیط‌های اسیدی مقاومت خوبی در مقابل خوردگی از خود نشان می‌دهند.
• تنش تسلیم بالایی در محیط‌های کاری گرم و سرد دارد.
• استحکام کششی عالی از دیگر مزایای آن به شمار می‌رود.
• مقاومت به خستگی این آلیاژ بالا است.
• مقاومت بالا در برابر خزش یکی دیگر از نقاط مثبت این محصول است.
• قابلیت ماشین کاری اینکونل ضعیف است به طوری که ماشین کاری آن به روش‌های سنتی بسیار دشوار بوده و آلیاژ ماشین کاری شده به این روش کیفیت مناسبی ندارد.
• قابلیت جوشکاری اینکونل در آلیاژهای 718، 625 و 939 بالاست اما در سایر آلیاژها جوشکاری به دلیل امکان ایجاد ترک زیاد دشوار است.
• قیمت آلیاژ اینکونل بالاست و تنها در مواردی که استفاده از سایر فلزات و آلیاژها کارایی لازم را نداشته باشد این آلیاژ به کار برده می‌شود.

ویژگی های ذکر شده تقریبا در بین انواع آلیاژ اینکونل مشترک است اما بر اساس میزان و نوع عناصر آلیاژی به کار رفته، ممکن است در بعضی گریدها  هر کدام از ویژگی‌ها کمرنگ تر یا پر رنگ تر باشد.

کاربرد آلیاژ اینکونل در صنعت چیست؟

ویژگی‌های منحصر به فرد این آلیاژ سبب شده تا در صنایع مختلفی به کار گرفته شود. صنایعی که از آلیاژهای اینکونل استفاده می‌کنند عبارتند از:

• صنعت خودرو سازی: هر چند کاربرد آلیاژهای اینکونل به دلیل قیمت بالای آن در صنعت خودروسازی چندان گسترده نیست، اما آلیاژی مهم در این صنعت به شمار می رود. این آلیاژ به دلیل مقاومت زیادی که در مقابل دمای بالا و مواد شیمیایی دارد در ساخت اگزوز و سوپاپ ها به کار می رود.
• صنعت هوا فضا: اینکونل به طور گسترده در ساخت اجزای موتور جت کاربرد دارد. بخش‌هایی مانند محفظه احتراق، توربین‌ها، نازل‌ها و سیستم‌های اگزوز که با دماهای بسیار بالا و فشار زیاد روبرو هستند، اغلب از آلیاژهای اینکونل ساخته می شوند. بدنه، قطعات سیستم هیدرولیک و مخزن سوخت هواپیما، نمونه ای از کاربرد آلیاژ اینکونل در هواپیما است. محفظه احتراق، نازل‌ها و سایر اجزای سیستم پیشرانش موشک ها و فضاپیماها نیز از این آلیاژ ساخته می‌شود.
• صنایع دفاع: ویژگی‌ها و خواص آلیاژ اینکونل سبب گردیده تا صنعت دفاع نیز از این آلیاژ بی بهره نماند. این صنعت در ساخت قطعاتی از سیستم های موشکی مانند نازل‌ها و محفظه‌های احتراق از اینکونل استفاده می کند. ساخت زره و محافظ و تجهیزات الکترونیکی و ارتباطی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و سایش دارند، نمونه های دیگری از کاربرد این آلیاژ در صنایع نظامی است.
• صنایع هسته ای: آلیاژ اینکونل در صنعت هسته‌ای به دلیل مقاومت بسیار بالا نسبت به تشعشعات و همچنین حفظ خواص مکانیکی در دماهای بالا، کاربردهای حیاتی دارد. ساخت دیواره‌های مخازن راکتورهای هسته‌ای، لوله‌های انتقال حرارت، میله های کنترل که برای تنظیم و کنترل واکنش های هسته ای به کار می روند، از کاربردهای این آلیاژ در صنعت هسته ای می‌باشد. این آلیاژ نقش مهمی در ایمنی و کارایی نیروگاه‌های هسته‌ای ایفا می‌کند.
• صنعت نفت گاز: در عملیات حفاری چاه‌های نفت و گاز، قطعاتی مانند لوله‌های حفاری، مته‌ها و ابزار دقیق که در معرض دما و فشار بسیار بالا، مواد شیمیایی خورنده و سایش قرار دارند، از اینکونل ساخته می‌شوند. مقاومت بالای این آلیاژ در برابر این شرایط سخت، طول عمر و قابلیت اطمینان این قطعات را افزایش می‌دهد. شیرها، پمپ‌ها، لوله‌ها و اتصالات که با سیالات خورنده و گازهای حاوی سولفید هیدروژن در تماس هستند نیز از این آلیاژ ساخته می شوند.
• صنعت پتروشیمی: در واحدهای مختلف پتروشیمی، مبدل‌های حرارتی نقش مهمی در انتقال حرارت بین سیالات مختلف دارند. آلیاژ اینکونل به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و حرارت، به طور گسترده در ساخت لوله‌ها و سایر اجزای مبدل‌های حرارتی به کار می‌رود. همچنین این آلیاژ در ساخت بدنه و اجزای داخلی راکتورها، که با مواد شیمیایی خورنده و دماهای بالا سروکار دارند،کاربرد دارد.

خرید و فروش ضایعات آلیاژ اینکونل

آلیاژ اینکونل از جمله پیشرفته ترین محصولات فلزی می‌باشد که کاربردهای وسیع و بی نظیری در صنایع مختلف دارد. آنجایی که فولاد و آلومینیوم از مقاومت در بازه دمایی بالا باز می‌مانند، انواع آلیاژ اینکونل پر قدرت وارد عرصه شده و قابلیت‌های فوق العاده خود را به نمایش می‌گذارند. خواص آلیاژهای اینکونل باعث شده تا ضایعات این آلیاژ نیز محصولی ارزشمند به شمار آید و خرید و فروش آن در بازار ضایعات ترویج پیدا کند. سایت ایران ضایعات بستر خرید و فروش ضایعات اینکونل را در سراسر کشور فراهم کرده است و خریداران و فروشندگان می‌توانند از طریق  وب سایت ایران ضایعات آگهی‌های خرید و فروش فلز اینکونل را به صورت عمده و خرده مشاهده نمایند.