آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-آهن (Nickel–Chromium–Iron alloys) گروهی از فلزات و آلیاژها هستند که در دماهای بالا و پایین مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون عالی دارند .

انواع آلیاژهای نیکل کروم آهن

• آلیاژ اینکونل ۶۰۰ (Inconel alloy 600) .
• آلیاژ اینکونل ۶۰۱ (Inconel alloy 601) .
• آلیاژ اینکونل ۶۹۰ (Inconel alloy 690) .
• آلیاژ اینکونل ۷۰۶ (Inconel alloy 706) .
• آلیاژ اینکونل ۷۱۸ (Inconel alloy 718) .
• آلیاژ اینکونل X750 (Inconel alloy X750) .

ترکیب شیمیایی آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-آهن

این آلیاژهای حاوی ۵۰ تا ۸۰ درصد نیکل هستند . سایر عناصر آلیاژی به منظور بهبود استحکام و مقاومت به خوردگی توام با حفظ چقرمگی به این آلیاژها افزوده می‌شوند .

ترکیب شیمیایی آلیاژهای نیکل دارای کروم و آهن در جدول ۱ ارائه شده است .

جدول ۱ : ترکیب شیمیایی آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-آهن .

• 

خواص مکانیکی آلیاژهای حاوی نیکل کروم آهن

در جدول ۲ به خواص مکانیکی برخی از آلیاژهای نیکل- کروم – آهن اشاره شده است .

جدول ۲ : خواص مکانیکی آلیاژهای نیکل-کروم-آهن .

• 

خواص آلیاژ اینکونل ۶۰۰ (Inconel alloy 600 properties)

• اینکونل ۶۰۰ برای سرویس دهی در محیط های بسیار خورنده با دمای بالا بسیار مناسب است (مقاومت به خوردگی بالا) .
• آلیاژ اینکونل ۶۰۰ از گروه آلیاژهای دارای نیکل-کروم-آهن تا دمای ۱۱۷۷ درجه سانتی گراد در برابر اکسیداسیون مقاوم است (مقاومت به اکسیداسیون بالا) .
• این آلیاژ استحکام بالایی دارد .
• قابلیت کارپذیری بالایی دارد و با کار سرد سخت و مستحکم می‌شود .
• این آلیاژ استحکام ، انعطاف پذیری و چقرمگی خود را در دماهای پایین (همانند دماهای بالا) نیز حفظ می‌کند .
• در برابر ترک ناشی از خوردگی تنشی یون کلرید مقاومت خوبی دارد .
• مقاومت به خوردگی بالایی در برابر آب با خلوص بالا دارد .

آلیاژ اینکونل ۶۰۰ یکی از آلیاژهای دما بالا و مقاوم به خوردگی اولیه است که می‌تواند بعنوان پایه ی بسیاری از آلیاژهای پر نیکل خاص نوین باشد (شکل ۱) .

• 

شکل ۱ : برخی از اصلاحات ترکیبی نیکل و آلیاژهای آن برای تولید آلیاژهای خاص .

در این شکل مشاهده می‌شود که چگونه با تغییر در ترکیب شیمیایی نیکل و آلیاژهای پایه نیکل می‌توان به آلیاژهای خاص دست یافت .

خواص آلیاژ اینکونل ۶۰۱ (Inconel alloy 601 properties) زیرمجموعه آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-آهن

• اینکونل ۶۰۱ در دمای ۱۰۹۳ درجه سانتی گراد نرخ اکسیداسیون و پوسته پوسته شدن (Scaling) بسیار کمی را از خود نشان می‌دهد .
• محتوای بالای کروم این آلیاژ باعث مقاومت در برابر اکسیداسیون ، کربن دهی (Carburizing) و محیط های حاوی گوگرد می‌شود .
• با افزایش محتوای آلومینیوم ، مقاومت به اکسیداسیون آلیاژ افزایش می‌یابد .

خواص آلیاژ اینکونل ۶۹۰ (Inconel alloy 690 properties)

• یک آلیاژ نیکل با محتوای کروم بالا است .
• در برخی از محیط های آبی خورنده و اتمسفرهای دما بالا نرخ خوردگی بسیار کمی دارد .
• این گرید از آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-آهن در انواع مختلفی از آب های دما بالا نرخ خوردگی کمی دارد و در برابر ترک ناشی از خوردگی تنشی بسیار مقاوم است .
• این آلیاژ در برابر گازهای حاوی گوگرد نیز مقاوم است .

خواص آلیاژ اینکونل ۷۰۶ (Inconel alloy 706 properties)

• اینکونل ۷۰۶ قابلیت رسوب سختی یا پیرسختی دارد .
• خصوصیات این آلیاژ مشابه آلیاژ ۷۱۸ است ؛ اما قابلیت ماشینکاری آن بسیار بهتر از آلیاژ ۷۱۸ است .
• اینکونل ۷۰۶ در طیف وسیعی از دماها و انواع محیط ها مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون خوبی دارد.
• همانند آلیاژ ۷۱۸ ، اینکونل ۷۰۶ مقاومت بالایی در برابر ترک ناشی از پیر کرنشی پس از فرآیند جوشکاری (Postweld strain-age cracking) از خود نشان می‌دهد .

خواص آلیاژ اینکونل ۷۱۸ (Inconel alloy 718 properties) زیر مجموعه آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-آهن

• قابلیت پیرسختی دارد .
• استحکام بالایی دارد .
• اینکونل ۷۱۸ برای سرویس دهی در دماهای -۲۵۳ تا ۷۰۴ درجه سانتی گراد مناسب است .
• استحکام خستگی بالایی دارد .
• این آلیاژ استحکام پارگی تنشی (Stress-rupture strength) بالایی تا دمای ۷۰۴ درجه سانتی گراد از خود نشان می‌دهد .
• اینکونل ۷۱۸ تا دمای ۹۸۲ درجه سانتی گراد در برابر اکسیداسیون مقاوم است .
• در طیف گسترده ای از محیط ها مقاومت به خوردگی خوبی دارد .
• ویژگی عالی این گرید از آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-آهن ، پاسخ یا واکنش کند (Slow response) آن به پیرسختی است . به بیان دیگر این آلیاژ بسیار آهسته پیرسخت می‌شود . Slow response باعث می‌شود مواد در جوشکاری و فرآیند آنیل معمولی سخت نشوند ؛ مگر اینکه به آهستگی سرد شوند .
• آلیاژ اینکونل ۷۱۸ کاملا پیرسخت شده ، قابلیت جوشکاری دارد .

خواص آلیاژ اینکونل X-750 (Inconel alloy X-750 properties)

• قابلیت پیرسختی دارد .
• مقاومت به اکسیداسیون و خوردگی و استحکام پارگی خزشی (Creep-rupture strength) بالا تا دمای ۸۱۶ درجه سانتی گراد .
• این آلیاژ با افزودن عناصر آلومینیوم ، تیتانیوم و کلمبیوم (نیوبیوم) به نیکل تهیه می‌شود . پیرسختی این گرید از آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-آهن ، منجر به تشکیل ترکیبات بین فلزی Ni_۳(Al, Ti) می‌شود که سختی آلیاژ را فراهم می‌کند .
• اینکونل X-750 مقاومت به رام شدن (Relaxation resistance) عالی دارد . 
• این آلیاژ استحکام و انعطاف پذیری خوبی تا دمای -۲۵۳ درجه سانتی گراد از خود نشان می‌دهد .
• این آلیاژ در برابر ترک ناشی از خوردگی تنشی یون کلرید مقاومت بالایی دارد (حتی در شرایط کاملا پیرسخت شده) .

کاربرد آلیاژهای نیکل-کروم-آهن

• این آلیاژها برای کاربرد در محیط های اکسید کننده در دمای بالا طراحی شده‌اند .

کاربرد آلیاژ اینکونل ۶۰۰ (Inconel alloy 600 applications)

• این گرید از آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-آهن در کاربردهای صداخفه کن های کوره ، قطعات الکترونیکی ، مبدلهای حرارتی ، تجهیزات پردازش مواد غذایی و مواد شیمیایی ، میله های کنترل راکتور ، فنرها ، لوله‌های آب و غیره استفاده می‌شوند .
• از آلیاژ اینکونل ۶۰۰T (Inconel alloy 600T) بطور ویژه در راکتورهای هسته‌ای استفاده می‌شود .

کاربرد آلیاژ اینکونل ۶۰۱ (Inconel alloy 601 applications)

• وسایل و ابزارهای عملیات حرارتی ، لوله‌های کوره تابشی ، لوله‌های محافظ ترموکوپل ، صدا خفه کن کوره و غیره .

کاربرد آلیاژ اینکونل ۶۹۰ (Inconel alloy 690 applications)

• لوله های تولید کننده بخارات هسته ای .
• این گرید از آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-آهن در واحدهای تبدیل ذغال سنگ به سوخت نیز بکار می‌روند .
• مشعل ها و مجراهای مورد استفاده در پردازش اسید سولفوریک .
• کوره های مورد استفاده در فرآوری های پتروشیمی .
• و غیره .

کاربرد آلیاژ اینکونل ۷۰۶ (Inconel alloy 706 applications)

• در ساخت اجزای توربین های گازی .
• در ساخت قطعاتی که علاوه بر استحکام بالا به قابلیت ماشینکاری و جوشکاری مطلوبی نیازمند هستند .

کاربرد آلیاژ اینکونل ۷۱۸ (Inconel alloy 718 applications)

• قطعات موتور جت .
• یکی از کاربردهای این گرید از آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-آهن در ساخت بدنه و قطعات پمپ است .
• موتورهای موشکی .
• فضاپیماها .
• معکوس کننده های پیشرانش (Thrust reversers) .

کاربرد اینکونل X-750 (Inconel alloy X-750 applications)

• توربین های گازی (هواپیمایی و صنعتی) .
• موتورهای جت .
• خصوصیت مقاومت به رام شدن عالی این آلیاژ منجر به استفاده از آن در کاربردهای فنر تا دماهای حدود ۶۴۹ درجه سانتی گراد شده است .
• فنرها ، راکتورهای هسته ای ، قالب های اکستروژن ، ورق های هواپیما ، پیچ و مهره ، ابزارهای شکل دهی و غیره .

آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-آهن (Nickel Chromium Iron alloys) محتوای مس بسیار پایین‌تری نسبت به آلیاژهای حاوی نیکل-مس دارند . این آلیاژها مقاومت به اکسیداسیون و خوردگی عالی و استحکام خوبی دارند . خواص مطلوب این مواد در دماهای پایین و بالا همچنان حفظ می‌شود . آلیاژهای نیکل کروم آهن در صنایع شیمیایی ، پتروشیمی ، هوافضا ، مواد غذایی ، هسته ای و غیره بسیار پرکاربرد هستند .

منابع

۱. Handbook of Materials Selection, Edited by MYER KUTZ