آلیاژهای حاوی نیکل – کروم – مولیبدن (Nickel–Chromium–Molybdenum Alloys) گروهی از آلیاژهای پایه نیکل هستند که استحکام و مقاومت به اکسیداسیون خوبی در دماهای بالا دارند .
انواع آلیاژهای حاوی نیکل – کروم – مولیبدن (Ni Cr Mo alloys)
- آلیاژ هستلوی ایکس یا هستلوی X (Hastelloy alloy X) .
- آلیاژ هستلوی C (Hastelloy alloy C) .
- آلیاژ هستلوی C-276 (Hastelloy alloy C-276) .
- آلیاژ هستلوی G (Hastelloy alloy G) .
- آلیاژ اینکونل ۶۱۷ (Inconel alloy 617) .
- آلیاژ اینکونل ۶۲۵ (Inconel alloy 625) زیرگروه آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-مولیبدن .
- آلیاژهای MAR-M-252, Rene_ 41, Rene_ 95, and Astroloy .
- آلیاژهای یودیمت و Unitemp (Udimet 500, 520, 600, and 700 and Unitemp 1753) .
- آلیاژ Waspaloy .
خواص آلیاژهای حاوی نیکل – کروم – مولیبدن
- مقاومت به اکسیداسیون خوبی دارند .
- برخی از این آلیاژها استحکام مطلوبی تا دمای ۱۰۹۳ درجه سانتی گراد دارند .
- برخی از این آلیاژها در گروه سوپر آلیاژهای پایه نیکل قرار میگیرند .
ترکیب شیمیایی آلیاژهای حاوی نیکل – کروم – مولیبدن
این آلیاژها حاوی ۴۵ تا ۶۰ درصد نیکل هستند . جدول ۱ ترکیب شیمیایی انواع آلیاژهای حاوی نیکل کروم مولیبدن را نشان میدهد .
جدول ۱ : ترکیب شیمیایی آلیاژهای نیکل-کروم-مولیبدن .
خواص مکانیکی آلیاژهای Ni-Cr-Mo
جدول ۲ خواص مکانیکی آلیاژهای نیکل کروم مولیبدن را نشان میدهد .
جدول ۲ : خواص مکانیکی آلیاژهای Ni-Cr-Mo .
خواص آلیاژ هستلوی ایکس
- این آلیاژ قابلیت پیرسختی ندارد .
- برای سرویس دهی در دماهای بالا (تا ۱۲۰۴ درجه سانتی گراد) مناسب است .
خواص آلیاژ هستلوی C زیرگروه آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-مولیبدن
- قابلیت پیرسختی متوسطی دارد .
- ترکیب شیمیایی این آلیاژ مشابه هستلوی X است بجز آهن که با مولیبدن و نیکل جایگزین شده است .
- در برابر اسیدهای اکسیدکننده قوی ، نمکها ، کلر بسیار مقاوم است .
- این آلیاژ در دمای بالا استحکام خوبی دارد .
خواص آلیاژ هستلوی C276
- این آلیاژ از اصلاح آلیاژ هستلوی C بدست میآید . اصلاح سازی آلیاژ بدین صورت است که محتوای کربن و سیلیسیم آلیاژ بشدت کاهش مییابد تا تشکیل رسوبات کاربیدی در منطقه HAZ جوشکاری کاهش یابد .
- این گرید از آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-مولیبدن قابلیت پیرسختی ندارد و در شرایط عملیات حرارتی محلول جامد قابل استفاده است .
- این آلیاژ پس از جوشکاری به هیچگونه عملیات حرارتی نیاز ندارد .
خواص آلیاژ هستلوی G
- قابلیت پیرسختی ندارد .
- ترکیب شیمیایی این آلیاژ مشابه هستلوی X است با این تفاوت که حاوی ۲ درصد مس و ۲ درصد کلمبیوم (نیوبیوم) است و محتوای کربن پایین تری دارد .
- این آلیاژ در برابر خوردگی حفره ای و ترک ناشی از خوردگی تنشی مقاوم است .
خواص آلیاژ اینکونل ۶۱۷ زیرگروه آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-مولیبدن
- این آلیاژ با کمک استحکام بخشی از طریق محلول جامد حاوی کبالت سخت میشود .
- این آلیاژ دارای ترکیبی استثنایی از استحکام در دماهای بالا و مقاومت به اکسیداسیون است .
شکل ۱ مقاومت آلیاژ اینکونل ۶۱۷ را در برابر سیکل های اکسیداسیون در مقایسه با سایر آلیاژهای اینکونل در دمای ۱۰۹۵ درجه سانتی گراد نمایش میدهد .
شکل ۱ : مقایسه مقاومت در برابر سیکلهای اکسیداسیون اینکونل ۶۱۷ با سایر آلیاژهای اینکونل در دمای ۱۰۹۵ درجه سانتی گراد . هر سیکل شامل ۱۵ دقیقه حرارت دهی و ۵ دقیقه سرد شدن در هوا است .
شکل ۲ مقاومت آلیاژ اینکونل ۶۱۷ را در برابر سیکل های اکسیداسیون در مقایسه با سایر آلیاژهای اینکونل در دمای ۱۱۵۰ درجه سانتی گراد نمایش میدهد .
شکل ۲ : مقایسه مقاومت در برابر سیکلهای اکسیداسیون اینکونل ۶۱۷ با سایر آلیاژهای اینکونل در دمای ۱۱۵۰ درجه سانتی گراد . نمونهها در سیکلهای ۲۴ ساعته در معرض دما و حرارت قرار گرفتند .
خواص آلیاژ اینکونل ۶۲۵
- این گرید از آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-مولیبدن یک آلیاژ تقویت شده از طریق محلول جامد حاوی کلمبیوم یا همان نیوبیوم است .
- این آلیاژ مقاومت فوق العادهای در برابر طیف وسیعی از محیط های بشدت خورنده دارد .
- این آلیاژ همچنین در برابر اکسیداسیون و کربوراسیون در دماهای بالا بشدت مقاوم است .
- اینکونل ۶۲۵ در برابر خوردگی حفره ای و شکافی مقاوم است .
- مقاومت خستگی بالا در برابر خوردگی .
- استحکام کششی بالا .
- مقاوم در برابر ترک ناشی از خوردگی تنشی یون کلرید .
خواص آلیاژهای MAR-M-252, Rene ۴۱, Rene 95, and Astroloy زیرمجموعه آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-مولیبدن
- این آلیاژها قابلیت پیرسختی دارند .
- حاوی ۱۰ الی ۱۵ درصد کبالت هستند .
- برای استفاده در قطعات موتور جت که تحت فشار بالا و در دماهای ۸۷۱ تا ۹۸۲ درجه سانتی گراد کار میکنند ، طراحی شده اند .
- ترکیب MAR-M-252 و Rene 41 تقریبا یکسان است ؛ اما Rene 41 حاوی عناصر پیرسخت کننده بیشتری است ؛ در نتیجه استحکام بالاتری دارد .
- Rene 45 ترکیب پایه مشابهی با موارد بالا دارد ؛ اما حاوی ۳.۵ درصد کلمبیوم و ۳.۵ درصد تنگستن نیز است . این آلیاژ در دماهای ۳۷۱ تا ۶۴۹ درجه سانتی گراد قابل استفاده است .
خواص آلیاژهای Udimet 500, 520, 600, and 700 and Unitemp 1753 زیرمجموعه آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-مولیبدن
- این آلیاژها قابلیت پیرسختی دارند .
- این آلیاژها تا دمای ۹۸۲ درجه سانتی گراد استحکام بالایی دارند .
- تمام این آلیاژها حاوی مقدار قابل توجهی کبالت هستند .
خواص آلیاژ Waspaloy
- قابلیت پیرسختی دارد .
- این آلیاژ حاوی ترکیبی از استحکام بالا تا دمای ۷۶۰ درجه سانتی گراد و مقاومت به اکسیداسیون تا دمای ۸۷۱ درجه سانتی گراد است .
کاربرد آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-مولیبدن
- برای استفاده در محیط های بشدت خورنده بسیار مناسب هستند .
کاربرد آلیاژ هستلوی ایکس
- مورد استفاده در فلزآلات کوره که در معرض محیط های اکسیدکننده احیاکننده و خنثی قرار دارند .
- موتورهای جت هواپیما .
- قوطی های احتراق .
- و غیره .
کاربرد آلیاژ هستلوی C
- این گرید از آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-مولیبدن در تجهیزات شیمیایی ، پتروشیمی و پالایشگاه نفت کاربرد دارند .
- موتور جت .
- تجهیزات عملیات حرارتی .
کاربرد آلیاژ هستلوی C276
- تجهیزات شیمیایی و پتروشیمیایی .
- موتورهای جت هواپیما .
- چاه های گاز ترش (Sour gas wells) .
کاربرد آلیاژ هستلوی G زیرگروه آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-مولیبدن
- تجهیزات مورد استفاده در صنایع کاغذ سازی .
- کود فسفات .
- فرآوری الیاف مصنوعی .
کاربرد آلیاژ اینکونل ۶۱۷
- توربین های گازی موتور هواپیما .
- کاربرد در دماهای بشدت بالا مانند لوله های مولد بخار و مخازن تحت فشار برای راکتورهای هسته ای دما بالای پیشرفته .
کاربرد آلیاژ اینکونل ۶۲۵ زیرگروه آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-مولیبدن
- تجهیزات مورد استفاده در آب دریا یا بطور کلی صنایع دریایی .
- صنایع هوایی .
- اگزوزها .
- نیروگاه ها .
- و غیره .
کاربرد آلیاژهای MAR-M-252, Rene 41, Rene 95, and Astroloy
- موتورهای جت .
- دیسکها و قطعات چرخان مورد استفاده در موتور هواپیما .
کاربرد آلیاژهای Udimet 500, 520, 600, and 700 and Unitemp 1753 زیرمجموعه آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-مولیبدن
- پره های توربین گازی موتورهای جت .
- محفظه های احتراق .
- قطعات مورد استفاده در دماهای بالا .
کاربرد آلیاژ Waspaloy
- توربین های موتور جت .
- سیستم های موشکی .
- بست ها و پیچ و مهره های دما بالا .
آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-مولیبدن (Nickel Chromium Molybdenum Alloys) یا به اختصار آلیاژهای Ni-Cr-Mo (Ni-Cr-Mo alloys) زیرگروه نیکل و آلیاژهای پایه نیکل هستند . این آلیاژها خواص فوق العاده ای در دماهای بالا دارند ؛ از این میتوان آنها را در گروه سوپرآلیاژها یا ابرآلیاژها نیز قرار داد . مهمترین خواص این آلیاژها در دماهای بالا حفظ استحکام و اکسید نشدن آنها است . بدلیل خواص مطلوب این آلیاژها از آنها در صنایع شیمیایی ، پتروشیمی ، هوایی ، دریایی و غیره استفاده میشود .
منابع
۱. Handbook of Materials Selection, Edited by MYER KUTZ
۲. www.specialmetals.com, INCONEL® alloy 617