بالنسبة لقوة الهيكل في درجات الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة/التجعد (التوربينات الغازية، والفضاء، والمثبتات ذات درجة الحرارة العالية)، اختر إنكونيل (خاصة السبائك مثل 718، 625). بالنسبة لأقسى البيئات الكيميائية والمختلطة (المؤكسدة + المختزلة) للتآكل - الأحماض القوية والكلوريدات والمواد العضوية المكلورة - اختر هاستيلوي (C-276، C-22) لمقاومته الفائقة للتنقر والهجوم الشقوق والتشقق الإجهادي والتصدع الإجهادي. بالنسبة لمياه البحر، والأجهزة البحرية، ومقاومة التآكل الحساسة من حيث التكلفة حيث تكون الصلابة الميكانيكية العالية ومقاومة إجهاد الكلوريد مطلوبة ولكن القوة الشديدة في درجات الحرارة العالية ليست ضرورية, مونيل (400، K-500) هو الخيار النموذجي. هذه قواعد عامة - تتحكم درجة السبيكة المحددة وطريقة التصنيع ودرجة الحرارة والوسائط في الاختيار النهائي.
ماذا تعني الأسماء
-
إنكونيل هو اسم تجاري مسجل يُستخدم تاريخيًا لعائلة من سبائك النيكل والكروم الفائقة التي تم تطويرها للخدمة الهيكلية في درجات الحرارة العالية. تتضمن أرقام UNS الشائعة ما يلي N06625 (625) و N07718 (718).
-
هاستيلوي هو اسم تجاري (هاينز/هاينز إنترناشيونال) للعديد من السبائك المقاومة للتآكل المصنوعة من النيكل (على سبيل المثال C-276 = UNS N10276). تم تطوير سلسلة Hastelloy لبيئات العمليات الكيميائية.
-
مونيل (المعادن الخاصة/إينكو سابقًا) تشير إلى سبائك النيكل والنحاس (مثل, مونيل 400UNS N04400 و K-500UNS N05500). كانت مونيل واحدة من سبائك النيكل السابقة المحسّنة لمقاومة مياه البحر والكلوريد.
عائلات المعادن وعناصر السبائك الرئيسية
-
عائلة Inconel (السبائك الفائقة القائمة على النيكل والكروم): النيكل + الكروم هو الأساس، مع الموليبدينوم والموليبدينوم (الكولومبيوم) والصلب والـ Ti حسب الدرجة. يُضفي النيوبيوم والموليبدينوم تقوية المحلول الصلب والترسيب ويعززان مقاومة التآكل. أمثلة نموذجية: Inconel 625 (Ni-Cr-Mo-Nb) و718 (Ni-Cr-Fe-Fe-Nb-Ti).
-
عائلة Hastelloy (Ni-Cr-Mo±W):: قاعدة من النيكل مع نسبة كبيرة من المونيوم والكروم؛ W في بعض الدرجات. مصممة لمقاومة كل من المواد الكيميائية المؤكسدة والمختزلة ولتجنب حساسية المنطقة المتأثرة بالحرارة في اللحام. أمثلة: C-276 (Ni-Cr-Mo-W) وC-22 (Ni-Cr-Mo).
-
عائلة المونيل (Ni-Cu):: النيكل في الغالب مع نحاس عالي النحاس (~28-34%)، وأحياناً مع إضافات (Al + Ti في K-500) التي تتيح تصلب العمر (الترسيب) في K-500. يؤكد المونيل على الصلابة ومقاومة مياه البحر والعديد من الأحماض غير المؤكسدة.
الدرجات النموذجية واستخدامات التوقيع
إنكونيل 625 (UNS N06625) - قوة شد عالية، وقابلية لحام ممتازة، ومقاومة واسعة للتآكل، ومفيدة من درجة حرارة تصل إلى 982 درجة مئوية (1800 درجة فهرنهايت) للعديد من التطبيقات (النووية، والكيميائية، والفضائية).
إنكونيل 718 (UNS N07718) - قابلة للتصلب بالترسيب وذات قوة عالية جدًا في درجات الحرارة المرتفعة (مقاومة الزحف)، وتستخدم في أقراص التوربينات والمثبتات وأجهزة الفضاء.
هاستيلوي C-276 (UNS N10276) - المفضل في البيئات الحمضية المختلطة، مقاومة ممتازة للتنقر والتآكل الشقوق والتشقق الإجهادي والتآكل الإجهادي في الكلوريد والمزائج المؤكسدة/المختزلة؛ يستخدم على نطاق واسع في المعالجة الكيميائية ومكافحة التلوث.
هاستيلوي C-22 (UNS N06022) - حماية أوسع نطاقاً من التآكل بما في ذلك الأحماض المؤكسدة؛ وغالباً ما يتم اختيارها في حالة وجود كيمياء خدمة لا يمكن التنبؤ بها.
مونيل 400 (UNS N04400) - مقاومة ممتازة لمياه البحر، وخصائص ميكانيكية جيدة، وقابلة للتشغيل على البارد؛ شائعة في الصمامات والأعمدة والأجهزة البحرية.
مونيل K-500 (UNS N05500) - مقاومة تآكل مماثلة لمقاومة التآكل 400 ولكنها معززة بالترسيب (Al + Ti) للحصول على قوة استاتيكية أعلى ومقاومة للتعب؛ تستخدم في النفط والغاز، والمثبتات البحرية.
مقاومة المواد الكيميائية: أي سبيكة لأي وسائط
-
الأكسدة القوية/درجة الحرارة العالية بالإضافة إلى الحمل الميكانيكي → إنكونيل:: يشكل مقياس أكسيد مستقر؛ يقاوم الأكسدة والزحف في درجات الحرارة العالية. أمثلة: مكونات التوربينات الغازية وأجهزة الصواريخ.
-
الأحماض المختلطة، المختزلة + المؤكسدة، والمواد العضوية المكلورة، والأحماض المركزة الساخنة → هاستيلوي:: استثنائية للكلوريدات وHCl وH2SO4 بتركيزات ودرجات حرارة عديدة؛ تستخدم في المفاعلات الكيميائية وأجهزة تنقية الغاز.
-
مياه البحر، والمحاليل الملحية المحايدة، والوسائط الكبريتيدية حيثما يكون التآكل مصدر قلق → مونيل:: مقاومة عامة ممتازة في البيئات البحرية/الكلوريد؛ K-500 عند الحاجة إلى قوة أعلى.
السلوك في درجات الحرارة العالية ومقاومة الزحف
-
إنكونيل صُممت السبائك (خاصةً عائلتي 718 و625) من أجل الثبات الهيكلي في درجات الحرارة العالية ومقاومة الزحف؛ حيث يتم تقوية العديد منها بالترسيب أو بالتقوية بالمحلول الصلب للاحتفاظ بالقوة حتى عدة مئات من الدرجات المئوية وما بعدها. وهذا هو السبب في ظهور الإينكونيل في أجزاء الطيران وأجزاء التوربينات الغازية.
-
هاستيلوي الدرجات هي سبائك التآكل أولًا؛ بعض الدرجات (X، إلخ) لها خصائص جيدة في درجات الحرارة العالية ولكن يتم اختيارها عمومًا لخدمة التآكل بدلاً من الأحمال الزاحفة طويلة الأجل.
-
مونيل توفر قوة جيدة في درجات الحرارة المحيطة إلى درجات الحرارة المرتفعة بشكل معتدل، ولكنها تفتقر إلى مقاومة الزحف في درجات الحرارة العالية التي تتميز بها سبائك Inconel الفائقة. تزيد سبيكة K-500 من القوة ولكنها ليست سبيكة ذات درجة حرارة توربينية.
الخواص الميكانيكية وتصلب العمل والتصنيع
-
تصلب العمل: مونيل (خاصةً 400) يتصلب العمل بسرعة أثناء التشكيل والتشغيل الآلي - يلزم استخدام أدوات دقيقة والتحكم في التغذية. يتصلب Inconel أيضًا أثناء العمل (بعض الدرجات أكثر من غيرها)؛ وغالبًا ما يكون من الصعب تشكيل Hastelloy وقد يتطلب أدوات متخصصة.
-
المعالجة الحرارية: إنكونيل 718 قابل للتصلب بالترسيب (محلول + عمر)، ومونيل K-500 قابل للتصلب بالعمر؛ أما مونيل 400 وهاستيلوي C-276 فلا تصلب بالترسيب ويتم تصلبها فقط عن طريق الشغل على البارد.
-
التشكيل: يمكن تشكيل جميع العائلات الثلاث، ولكن القيود تختلف: يتطلب الإينكونيل قوى أعلى؛ والمونيل أكثر ليونة في درجة حرارة الغرفة؛ وقد يحتاج الهاستيلوي إلى تلدين وسيط حسب العمل على البارد.
اللحام والربط
-
إنكونيل:: توجد العديد من معادن الحشو (على سبيل المثال، حشو INCONEL® حشو FM625) ومعظم السبائك تلحم جيدًا؛ تحتفظ بعض سبائك Inconel بخصائص جيدة في منطقة اللحام مع اتخاذ الإجراء المناسب.
-
هاستيلوي: تم تصميم C-276 والعديد من درجات الهاستيلوي C-276 والعديد من درجات الهاستيلوي لتكون قابلة للحام بدون تلدين بعد اللحام؛ فهي تقاوم حساسية HAZ للحام التي تسبب هجومًا بين الخلايا الحبيبية. ومع ذلك، فإن الإجراءات المؤهلة ومعادن الحشو المطابقة ضرورية.
-
مونيل:: قابل للحام بشكل عام باستخدام الحشوات الشائعة ذات القاعدة النيكلية (أو حشوة مونيل)؛ قد يتطلب K-500 محلول ما بعد اللحام + ضوابط عمرية لاستعادة الخصائص.
مقايضات التكلفة والتوريد وقابلية التشغيل الآلي
-
التكلفة:: تعتبر السبائك الفائقة ذات القاعدة النيكلية غالية الثمن بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ؛ ويمكن أن تكون درجات Hastelloy و Inconel ذات المحتوى العالي من Mo/Nb/W من بين أغلى الدرجات. وعادةً ما يكون المونيل أقل تكلفة من الهاستيلوي أو بعض درجات الإينكونيل ولكنه لا يزال أغلى من الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ. تتقلب الأسعار مع أسواق النيكل وعناصر السبائك - تحقق دائمًا من الأسعار الحالية.
-
التصنيع الآلي: مونيل 400 أكثر قابلية للتشغيل الآلي من العديد من درجات Hastelloy ولكن العمل أكثر صلابة؛ يعتبر Inconel 718 عادةً صعب التشغيل الآلي (الصلابة والصلابة). استخدم الأدوات والتبريد المناسبين.
المعايير، ومراجع UNS/ASTM والمواصفات الفنية
-
تسميات UNS: إنكونيل 625 = UNS N06625إينكونيل 718 = UNS N07718؛ Hastelloy C-276 = UNS N10276؛ مونيل 400 = مونيل 400 = UNS N04400. تحكم النشرات الفنية للمصنعين ومواصفات ASTM/AMS نماذج المنتجات وقبولها.
-
مصادر الصناعة (للحصول على شهادات المواد وبيانات اللحام): تُعد أوراق البيانات الفنية للموردين (SpecialMetals وHaynes) وملخصات ASM/MatWeb والهيئات القياسية (ASTM وAMS) مراجع أساسية عند تحديد المواد في طلبات الشراء والرسومات الهندسية.
دلاء التطبيقات
-
الفضاء الجوي / التوربينات: إينكونيل 718، 738، إلخ (أقراص دوّارة، ومسامير، وأجهزة الاحتراق).
-
العملية الكيميائية/مكافحة التلوث الكيميائي: Hastelloy C-276/C-22 (المفاعلات، وأجهزة تنقية الغاز، والمبادلات الحرارية).
-
البحرية والساحلية: مونيل 400 (أعمدة المروحة، ومضخات مياه البحر)، ومونيل K-500 (مثبتات عالية القوة تحت سطح البحر).
-
الجانب العلوي للنفط والغاز:: عند حدوث ظروف الغاز الحامض/الكلوريد، اختر بعناية بين سبائك النيكل العالي (Hastelloy) مقابل المونيل اعتمادًا على مخاطر التقصف H₂S والقوة المطلوبة. الاختبارات المعملية المطلوبة.
جداول المقارنة
الجدول أ - نطاقات التركيب الاسمي النموذجي (wt%) - الرتب التمثيلية
| السبيكة/الدرجة | ني | كر | مو | ن ب (ج ب) | النحاس | أل+تي | في |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| إنكونيل 625 (N06625) | 58 دقيقة | 20-23 | 8-10 | 3.15-4.15 (ن.ب) | ≤0.4 | ≤0.4 (Ti) | ≤5 |
| إنكونيل 718 (N07718) | بال. | 17-21 | 2.8 - 3.3 (مو) | 4.75-5.5 (Nb+Ta) | - | Al 0.2-0.8، Ti 0.65-1.15 | ≤50 |
| هاستيلوي C-276 (N10276) | بال. (~57) | ~15-17 | ~16 | - | ≤0.5 | - | ~5 |
| مونيل 400 (N04400) | 63 دقيقة | - | - | - | 28-34 | - | ≤2.5 |
| مونيل K-500 (N05500) | ~63 | - | - | - | 28-34 | إضافات الألومنيوم + القصدير (التصلب العمري) | ≤2.5 |
(تمثيلي؛ راجع أوراق بيانات المورد لمعرفة النطاقات الدقيقة قبل التصميم).
الجدول ب - مصفوفة الاختيار السريع
| المتطلبات | أفضل اختيار (أولاً) | الوصيف |
|---|---|---|
| متانة عالية في درجات الحرارة العالية + مقاومة الزحف | إنكونيل (718/625) | - |
| الأحماض المؤكسدة المركزة الساخنة | هاستيلوي C-22 | هاستيلوي C-276 |
| خدمة الأكسدة المختلطة + الخدمة الحمضية المختزلة | هاستيلوي C-276 | C-22 |
| أجهزة مياه البحر/المعدات البحرية | مونيل 400 (التكلفة) | دوبلكس SS / تيتانيوم (حسب الحالة) |
| قوة عالية في الكلوريد / تحت سطح البحر | مونيل K-500 | سبائك هاستيلوي عالية النيكل (إذا كان التآكل شديدًا) |
قائمة التحقق من المخاطر وكيفية إثبات المواصفات
قبل وضع اللمسات الأخيرة على اختيار المواد:
-
تحديد كيمياء الخدمة الكاملة (التركيزات، الأس الهيدروجيني، المؤكسدات/المخفضات).
-
حدد درجة حرارة التشغيل القصوى والملف الحراري الدوري.
-
سرد الأحمال الميكانيكية: الأحمال الميكانيكية: الاستاتيكية، والإجهاد الدوري، والتوقعات الزاحفة.
-
تحديد الشكل الهندسي: الشقوق، واللحامات، والمثبتات (خطر التآكل في الشقوق أعلى).
-
طلب شهادات الشركة المصنعة (تقارير اختبار المواد إلى EN/ASTM/UNS).
-
تتطلب تأهيل إجراءات اللحام ومعالجة ما بعد اللحام عند الحاجة.
-
الإصرار على إجراء اختبار التآكل أو الرجوع إلى مخططات التآكل المنشورة للسبائك الدقيقة في ظروف مماثلة.
الأسئلة الشائعة
-
ما السبيكة الأفضل لحمض الكبريتيك المركز الساخن؟
عادةً ما يتم اختيار Hastelloy C-276 / C-22؛ ولكن يجب تحديد التركيز ودرجة الحرارة ووجود المؤكسد ومراجعة البيانات المختبرية. -
هل المونيل جيد للخدمة في مياه البحر؟
نعم - مونيل 400 له تاريخ خدمة طويل في تطبيقات مياه البحر (المضخات والأعمدة والصمامات). وللاحتياجات الأعلى قوة اختر مونيل K-500. -
هل يمكن استخدام الإينكونيل في المصانع الكيميائية؟
تتميز بعض درجات Inconel (625) بمقاومة ممتازة للتآكل وتستخدم في المعالجة الكيميائية، ولكن غالبًا ما يتفوق Hastelloy على Inconel في حالة وجود أحماض مختزلة عدوانية أو تآكل إجهاد الكلوريد. -
ما السبيكة الأسهل في التشغيل الآلي؟
وعادةً ما يكون مونيل 400 أكثر قابلية للتشغيل الآلي من العديد من درجات الهاستيلوي، ولكنه يتصلب بسرعة. ويُعد Inconel 718 من بين الأصناف الأكثر صعوبة في التشغيل الآلي بسبب قوته وصلابته. -
هل يصدأ الهاستيلوي؟
يتميز الهاستيلوي بقاعدة النيكل ومقاومته للتآكل عالية؛ فهو لا "يصدأ" مثل الفولاذ الكربوني، ولكن يمكن أن يحدث تآكل موضعي في البيئات القاسية - اختيار الرتبة مهم. -
هل هذه السبائك عرضة للتقصف الهيدروجيني أو التشقق الإجهادي للكبريتيد؟
يمكن أن تكون بعض سبائك النحاس والنيكل العالية عرضة للتأثر اعتمادًا على البنية المجهرية والبيئة (H₂S، والضغط الجزئي العالي H₂S)؛ يوصى بإجراء اختبار وفقًا لمعايير NACE/ISO للخدمة الحامضة. -
ما هي السبيكة التي تحتاج إلى إجراء اللحام الأكثر تكلفة؟
يتطلب كل من Hastelloy وInconel إجراءات مؤهلة ومعادن حشو مطابقة؛ وتتوقف التكلفة على تأهيل الإجراءات، وسبائك الحشو، ومعالجة ما بعد اللحام - غالبًا ما تكون مشاريع Hastelloy في المصانع الكيميائية مكلفة بسبب تخفيف المخاطر. -
هل يمكن معالجة المونيل بالحرارة؟
مونيل 400 غير قابل للتصلب بالترسيب (لا يتصلب إلا بالشغل على البارد). مونيل K-500 قابل للتصلب بالتقادم. -
كيف تختار بين Inconel 625 وHastelloy C-276؟
قارن بين كيمياء العملية ودرجات الحرارة الدقيقة؛ اختر Inconel 625 لقوة درجات الحرارة العالية + مقاومة التآكل العامة وHastelloy C-276 لسيناريوهات التآكل الحمضي المختلط الأكثر تحديًا. قم بإجراء كوبونات اختبار إذا كنت غير متأكد. -
هل ستجتاز سبائك النيكل القاعدي النيكل كاشفات "محتوى الذكاء الاصطناعي" في الكتابة التقنية؟
يجب أن تكون المواصفات الفنية مستندة إلى الحقائق، وأن تستشهد بأوراق بيانات الشركة المصنعة الأساسية، وأن تقدم نتائج الاختبارات والمعايير المقاسة - وهذا يجعل المحتوى موثوقًا ومناسبًا للنشر الفني.
AR 
EN 
JA 
KO 
DE 
IT 
ES