ورق سوپر آلیاژ :
فلزات و آلیاژها معمولا در دماهای بالا استحکام و مقاومت خود را از دست داده و دچار افت خواص شدید می شوند. سوپرآلیاژها در واقع آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت، خوردگی و اکسیداسیون هستند که تا دماهای بالا نیز استحکام و خواص مکانیکی خود را حفظ می کنند(مقاومت به خزش بالایی دارند). سوپر آلیاژها از لحاظ ترکیب شیمیایی به چهار دسته ذیل تقسیم می شوند:
- سوپرآلیاژهای پایه نیکل
- سوپرآلیاژهای پایه نیکل-آهن
- سوپرآلیاژهای پایه کبالت
- سایر سوپرآلیاژها
ورق سوپر آلیاژ اینکونل 625:
سوپرآلیاژ پایه نیکل است که آلیاژی از نیکل، کروم، مولیبدن و نیوبیوم است. که علاوه بر مقاومت به خوردگی، و اکسیداسیون در دماهای بالا، مقاومت به خزش بسیار خوبی دارد، بگونه ای که استحکام و چقرمگی لازم را تا دماهایی نزدیک به 1093 درجه سانتی گراد حفظ می کند. در مقایسه با سایر سوپرآلیاژهای پایه نیکل، اینکونل 625 فرم پذیری و جوش پذیری بسیار مطلوبی دارد. از دیگر ویژگی های اینکونل 625 می توان به استحکام و مقاومت به خزش بالا، استحکام پارگی بالا، و استحکام خستگی حرارتی بسیار مناسب اشاره نمود. از مهمترین کاربردهای اینکونل 625 می توان به صنایع هوا فضا، صنایع دریایی ، نیروگاه ها، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی و صنایع شیمیایی اشاره نمود. ترکیب شیمیایی اینکونل 625 در جدول ذیل نشان داده شده است.
جدول: ترکیب شیمیایی سوپرآلیاژ اینکونل 625
|
Co (max%) |
Ti
(max%) |
Al
(max%) |
S
(max%) |
P
(max%) |
Si
(max%) |
Mn
(max%) |
C
(max%) |
Nb(+Ta)
(%) |
Mo
(%) |
Fe
(max%) |
Cr
(%) |
Ni
(min%) |
| 1 | 0.4 | 0.4 | 0.015 | 0.015 | 0.5 | 0.5 | 0.1 | 3.15-4.15 | 8-10 | 5 | 20-23 | 58 |
خواص مکانیکی اینکونل 625 آنیل شده در دمای 1065 درجه سانتی گراد در جدول ذیل نشان داده شده است
جدول: خواص مکانیکی اینکونل 625 آنیل شده در دمای 1065 درجه سانتی گراد
| درصد ازدیاد طول | استحکام کششی(MPa) | استحکام تسلیم(Mpa) |
| 51.5 | 940 | 430 |
ورق اینکونل 718:
از جمله سوپر آلیاژهای پایه نیکل است. دارا بودن استحکام مناسب تا دمای 760 درجه سانتی گراد از مهمترین ویژگی های اینکونل 718 است. علاوه بر دارا بودن خواص عمومی سوپرآلیاژها، اینکونل 718 دارای استحکام و مقاومت به ضربه بالایی می باشد. بدلیل مقاومت به خوردگی، اکسیداسیون و خزش، اینکونل 718 در ساخت قطعات موتور جت، پره توربین، تجهیزات حرارتی نیروگاه ها و صنایع پتروشیمی کاربرد دارد. ترکیب شیمیایی اینکونل 718 در جدول ذیل نشان داده شده است.
جدول: ترکیب شیمیایی سوپرآلیاژ اینکونل 718
|
Co (max%) |
Ti
(max%) |
Cu
(max%) |
S
(max%) |
P
(max%) |
Si
(max%) |
Mn
(max%) |
C
(max%) |
Nb
(%) |
Mo
(%) |
Fe
(%) |
Cr
(%) |
Ni
(%) |
| 1 | 0.4 | 0.4 | 0.015 | 0.015 | 0.35 | 0.35 | 0.08 | 4.75-5.5 | 2.8-3.3 | bal | 17-21 | 50-55 |
حداقل خواص مکانیکی ورق اینکونل 718 بصورت جدول ذیل قابل بیان است
جدول: حداقل خواص مکانیکی ورق اینکونل 718
| درصد ازدیاد طول | استحکام کششی(MPa) | استحکام تسلیم(Mpa) |
| 30 | 1035 | 725 |
اینکونل 718 قابلیت سختی پذیری از طریق عملیات حرارتی رسوب سختی را دارد. ایجاد رسوب از طریق عملیات حرارتی باعث افزایش خواص مکانیکی سوپرآلیاژ اینکونل 718 بصورت جدول ذیل می شود.
جدول: حداقل خواص مکانیکی ورق اینکونل 718 پس از عملیات حرارتی رسوب سختی
| درصد ازدیاد طول | استحکام کششی(MPa) | استحکام تسلیم(Mpa) |
| 12 | 1240 | 1035 |
عملیات حرارتی رسوب سختی اینکونل 718: محلول سازی تا دمای 982 درجه سانتی گراد به مدت 1 ساعت و درادامه جهت رسوب گذاری نگهداری در دمای 718 درجه سانتی گراد به مدت 8 ساعت و سرد کردن با سرعت 55 درجه سانتی گراد بر ساعت تا دمای 621 درجه سانتی گراد و نگهداری در آن دما به مدت 8 ساعت .
ورق سوپر آلیاژ هستلوی X:
آلیاژی از نیکل، کروم، آهن و مولیبدن است. مهمترین ویژگی سوپرآلیاژ هستلوی X مقاومت به اکسیداسیون و استحکام دما بالا (مقاومت به خزش)، قابلیت فرم پذیری و جوش پذیری عالی و مقاومت به خوردگی تنشی می باشد. این سوپرآلیاژ مقاومت به اکسیداسیون بسیار بالایی تا حدود 1204 درجه سانتی گراد دارد به همین دلیل کاربردهای فراوانی در دماهای بالا دارد. بدلیل قابلیت فرم پذیری بالا علاوه بر کار گرم قابلیت فرم دهی از طریق کار سرد را نیز دارد. پس از انجام کار مکانیکی بر روی سوپرآلیاژ هستلوی X ، جهت دستیابی به خواص مطلوب و یکنواخت ، انجام عملیات آنیل با سرعت سرد کردن بالا امری لازم و ضروریست.
با توجه به قابلیت جوش پذیری مناسب سوپرآلیاژ هستلویX ، به روش های گوناگون از جمله GTAW، GMAW ، SMAW و جوش مقاومتی می توان این سوپرآلیاژ را جوشکاری نمود.
ترکیب شیمیایی سوپر آلیاژ هستلوی X در جدول ذیل نشان داده شده است.
جدول: ترکیب شیمیایی ورق هستلوی X
| Co
(%) |
B
(max%) |
Ti
(max%) |
Al
(max%) |
S
(max%) |
P
(max%) |
Si
(max%) |
Mn
(max%) |
C
(%) |
Cu
(max%) |
W
(%) |
Mo
(%) |
Fe
(max%) |
Cr
(%) |
Ni
(min%)
|
|
0.5-2.5 |
0.01 | 0.15 | 0.5 | 0.03 | 0.04 | 1 | 1 | 0.05-0.15 | 0.5 | 0.2-1 | 8-10 | 17-20 | 20.5-23 |
bal |
سوپر آلیاژ هستلوی X قابلیت عملیات حرارتی پیرسازی را دارد(در ادامه توضیح داده خواهد شد). خواص مکانیکی ورق هستلوی X که در محدوده دمایی 1177-1190 درجه سانتی گراد حرارت داده شده و به سرعت سرد شده(پیرسازی شده) در در دماهای مختلف و در بازه -196 الی 1204 درجه سانتی گراد در جدول ذیل نشان داده شده است.
جدول: خواص مکانیکی سوپرآلیاژ هستلوی X پیر سازی شده در دماهای مختلف و در بازه 196- الی 1204
| درصد ازدیاد طول | استحکام کششی نهایی(MPa) | استحکام تسلیم(MPa) | دما(درجه سانتی گراد) |
| 46 | 1035 | – |
-196 |
| 51 | 819 | – |
-78 |
| 46 | 720 | 324 | 22 |
| 41 | 713 | 336 | 204 |
| 40 | 691 | 294 | 316 |
| 44 | 687 | 301 | 427 |
| 45 | 648 | 286 | 538 |
| 37 | 472 | 272 | 649 |
| 37 | 435 | 261 | 760 |
| 51 | 252 | 177 | 871 |
| 45 | 155 | 110 | 982 |
| 40 | 90 | 55 | 1093 |
| 31 | 37 | 26 | 1204 |
دیتاهای نشان داده شده در فوق اعداد و ارقام اسمی هستند و ممکن است با شرایط عملیاتی متفاوت باشد.
بیشترین کاربرد ورق سوپر آلیاژ هستلوی X در توربین های گازی، تجهیزات پتروشیمی، کوره های صنعتی و … می باشد.
عملیات حرارتی پیرسازی سوپر آلیاژ هستلوی X حرارت دهی در دمای 1177-1190 درجه سانتی گراد بمنظور حل سازی و سرد کردن سریع.
عملیات حرارتی آنیل زیردمای حل سازی 1177 درجه سانتی گراد منجر به تشکیل فاز سوم شده و باعث افت خواص می شود.
