بالنسبة للأنابيب عالية القوة التي يجب أن تقاوم الأكسدة في درجات الحرارة المرتفعة، وتوفر صلابة استثنائية في درجات حرارة منخفضة للغاية، واللحام بنتائج يمكن التنبؤ بها، فإن أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 21-6-9 (UNS S21900، التي يتم تسويقها أحيانًا تحت اسم Nitronic 40 أو أسماء تجارية مماثلة) هي أفضل مرشح. فهي تجمع بين القوة الميكانيكية المرتفعة والمقاومة الجيدة للتآكل وخصائص التصنيع الموثوق بها عند التعامل معها بممارسات التشكيل واللحام الصحيحة. استخدم هذه السبيكة حيثما تكون القوة إلى الوزن والاستقرار الحراري والعمر التشغيلي الطويل من العوامل الأساسية للتصميم، على سبيل المثال في الخطوط الهيدروليكية في الفضاء الجوي، والأنظمة المبردة، وأنابيب أجهزة محطات المعالجة، والأنابيب الصناعية التي تتطلب الكثير من المتطلبات.

1. ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ 21-6-9؟

21-6-9 عبارة عن سبيكة أوستنيتي غير قابلة للصدأ يرجع اسمها إلى مستويات السبائك الاسمية: حوالي 211 تيرابايت 3 تيرابايت كروم، و61 تيرابايت 3 تيرابايت نيكل، و91 تيرابايت 3 تيرابايت منجنيز، بالإضافة إلى كمية مضبوطة من النيتروجين للتقوية. يتم توفيره عادةً تحت رقم UNS S21900 ولها ارتباطات تاريخية أو تجارية مع نيترونيك 40 والعديد من مواصفات المواد الفضائية مثل AMS 5561/5562. ويُعد محتوى النيتروجين المتحكم فيه أمرًا أساسيًا: فهو يزيد من قوة الخضوع والشد مع الحفاظ على البنية الأوستنيتية والصلابة المبردة.

2. لماذا يختلف أداء 21-6-9 عن أداء 21-6-9 من الأوستنيتات السائدة

ميزتان تميزان 21-6-9 عن الدرجات "العادية" غير القابل للصدأ:

• يدعم محتوى المنجنيز المرتفع البنية البلورية الأوستنيتية دون الاعتماد على النيكل العالي فقط. وهذا يقلل التكلفة ويحسن بعض السلوكيات الميكانيكية.

• يعمل النيتروجين كمقوٍّ ومثبت في آن واحد. تزيد ذرات النيتروجين في شبكة الأوستينيت من قوة الخضوع وتؤخر تقادم الإجهاد، مع الحفاظ على الليونة ومقاومة الصدمات حتى في درجات الحرارة المنخفضة للغاية. وتجعل هذه السمات السبيكة جذابة عندما تكون الصلابة والقوة مطلوبتين مع خفة الوزن.

3. التركيب الكيميائي النموذجي (اسمي)

ملاحظات: يمكن أن تختلف النطاقات الدقيقة حسب المنتج والمواصفات. اطلب دائماً شهادة المطحنة للدفعة التي تشتريها.

4. الخواص الميكانيكية - ما يمكن توقعه من الأنابيب

عادةً ما ينشر المصنعون قيمًا للظروف الملدنة والمصلبة على البارد. ويوضح الجدول التالي الحدود الدنيا والاتجاهات النموذجية؛ استخدم بيانات الطاحونة المعتمدة للتصميم.

ملاحظة عملية: يمنح معدل التصلب الشغلي العالي للسبائك قوة عالية بعد السحب والتشطيب على البارد. يمكن أن تكون هذه السمة مفيدة أو صعبة اعتمادًا على خطوات التشكيل النهائية.

5. سلوك التآكل والأكسدة

يوفر 21-6-9 مقاومة قوية للتآكل في الغلاف الجوي ومقاومة فائقة للأكسدة في درجات الحرارة المرتفعة مقارنةً بالعديد من درجات الأوستنيتي العادية. وينبع هذا المزيج من ارتفاع نسبة الكروم بالإضافة إلى مصفوفة الأوستنيتي المستقرة في السبيكة. يساعد محتوى الكربون المنخفض على منع التحسس والهجوم بين الخلايا الحبيبية بعد اللحام. بالنسبة للعديد من بيئات المعالجة والتعرض للهواء النظيف، تتنافس السبيكة بشكل جيد مع الفولاذ المقاوم للصدأ الغني بالنيكل الأغلى ثمناً.

6. النطاق الحراري والأداء التبريدي

إحدى السمات البارزة هي الصلابة الممتازة في درجات الحرارة المنخفضة للغاية. تُظهر التقارير وأوراق البيانات الاحتفاظ بقوة الصدمة حتى درجات حرارة أقل بكثير من درجات الحرارة المنخفضة المعتادة، مما يجعل السبيكة مناسبة للأنابيب المبردة والمكونات المستخدمة في خدمة الغاز المسال والأجهزة المتعلقة بالفضاء. أما على الجانب الساخن، فهي تقاوم الأكسدة والقشور بشكل أفضل من الأوستنيتي البسيط في العديد من الاستخدامات في درجات الحرارة المرتفعة.

7. طرق تصنيع الأنابيب والتشطيبات

طرق الإنتاج

• أنابيب غير ملحومة مسحوبة على البارد: مفضلة عند الحاجة إلى تفاوتات ضيقة وسلامة سطح ممتازة وخصائص ميكانيكية محسنة.

• أنابيب ملحومة وموسعة على البارد: تستخدم للأقطار الأكبر حجماً حيث قد تكون الإمدادات غير الملحومة محدودة.

• تشطيبات صلبة ومعالجة بالمحلول ومخللة: توفر أفضل أداء تآكل وبنية مجهرية موحدة.

تشطيبات السطح المتوفرة عادةً

• BA (ملدن لامع)

• تشطيب مطحنة 2B

• التلميع الميكانيكي (حتى درجات المرآة)

• التلميع الكهربائي والتخميل لمقاومة التآكل الحرجة

يؤثر اختيار السطح على كل من أداء التآكل وسلوك الاحتكاك داخل الأنبوب. بالنسبة للخطوط الهيدروليكية وخطوط الأدوات، تساعد الأسطح الداخلية الملدنة أو المصقولة كهربائيًا على تجنب التلوث وتعزيز التدفق الصفحي.

8. إرشادات التشكيل والثني والشغل على البارد

21-6-9 قابل للتشكيل، ولكن قوة خضوعه المرتفعة تعني أن قوى التشكيل يجب أن تكون أعلى من تلك المستخدمة في 304/316. أفضل الممارسات:

• التسخين المسبق أو التلدين الوسيط بعد التشوهات الكبيرة يمنع التشقق ويخفف من تصلب الشغل.

• استخدم الثني المغزلي للانحناءات ذات نصف القطر الصغير في الأنابيب لتجنب التجعد أو الانهيار.

• عند السحب أو الاختزال على البارد، تحكم في التزييت وإعداد القالب للحد من التهديف وتحقيق سمك جدار متناسق.

نظرًا لأن السبيكة تصلب العمل بسرعة، قم بتصميم تسلسلات التشكيل للانتهاء من التشكيل النهائي الذي يقلل من الإجهاد البارد الإضافي إذا كانت الصلابة العالية مطلوبة في الجزء النهائي.

9. اللحام واللحام واللحام بالنحاس والربط

21-6-9 يلحم بشكل جيد بواسطة عمليات اللحام الشائعة. النقاط الرئيسية للوصلات الموثوقة:

• استخدم معادن حشو مطابقة عندما يجب أن تتطابق قوة ومقاومة التآكل في اللحام مع السبيكة الأصلية. في العديد من التطبيقات، يتم اختيار 309 أو حشوات النيكل والحديد المطابقة خصيصاً؛ استشر مورد الحشو ومواصفات إجراء اللحام.

• يقلل المحتوى المنخفض من الكربون من خطر التآكل بين الخلايا الحبيبية بعد اللحام بالانصهار، ولكن نادرًا ما تكون المعالجة الحرارية بعد اللحام ضرورية وقد تقلل من فوائد التقوية بالنيتروجين.

• عند اللحام بالنحاس، تحكم في التدفقات وتنظيف ما بعد اللحام بالنحاس لتجنب بقايا التدفق التي يمكن أن تهاجم مقاومة التآكل.

يجب تحديد معلمات اللحام من خلال تجارب WPS (مواصفات إجراءات اللحام) وتأهيلها وفقًا للمعايير المعمول بها في مجال الفضاء الجوي أو مكونات الضغط عند الحاجة.

10. ملاحظات التصنيع والتركيب

قد يكون التصنيع الآلي أكثر صعوبة من التصنيع الآلي للفولاذ المقاوم للصدأ منخفض القوة بسبب تصلب العمل وصلابة السبيكة. نصائح:

• تقلل التركيبات الصلبة، والتغذية الإيجابية وسرعات القاطع المنخفضة من تصلب العمل.

• يعمل سائل التبريد عالي التدفق والأدوات الحادة على تحسين عمر الأداة.

• بالنسبة لحفر الثقوب العميقة أو التفاوتات الضيقة، ضع في اعتبارك تمريرات الإنهاء بعد تخفيف الإجهاد أو التلدين إن أمكن.

11. أحجام الأنابيب النموذجية وجداول الجدران والتفاوتات المسموح بها

فيما يلي مجموعة مختارة تمثيلية. تختلف قوائم المخزون الفعلي حسب المصنع والموزع.

تختلف التفاوتات المسموح بها والتشطيبات اختلافًا كبيرًا؛ اطلب المواصفات واطلب تقارير اختبار ميكانيكية وكيميائية معتمدة للأنظمة الحرجة. تكون التفاوتات النموذجية للأنابيب الفضائية الجوية ضيقة وغالبًا ما تتطلب منتجًا غير ملحوم مسحوب.

12. بروتوكولات الفحص والاختبار للأنابيب الحرجة

لضمان الموثوقية وإمكانية التتبع، اطلب:

• شهادة التحليل الكيميائي للمطحنة (يمكن تتبعها إلى الرقم الحراري)

• تقارير اختبار الشد والإنتاجية

• اختبارات الصلابة والصدمات للتطبيقات المبردة

• الاختبارات غير المدمرة عند الحاجة: اختبار التيار الدوامي والاختبار الهيدروستاتيكي واختبار تسرب الهيليوم للأنظمة المحكم الإغلاق

• فحص الأبعاد والتشطيب السطحي

بالنسبة للتطبيقات الفضائية أو تطبيقات السلامة الحرجة، اطلب الامتثال لمواصفات AMS أو ASTM ذات الصلة وقم بإجراء الفحص الوارد مع معايير قبول موثقة.

13. التطبيقات الشائعة وملاحظات التصميم الخاصة بالتطبيقات

الخطوط الهيدروليكية وخطوط الوقود في الفضاء الجوي

• استخدم الأنابيب غير الملحومة المسحوبة على البارد 21-6-9 للأنابيب الهيدروليكية ذات القطر الصغير والقوة العالية.

• الميزة: قوة ممتازة ومقاومة ممتازة للأكسدة في درجات الحرارة المجاورة للمحرك. تحدد AMS 5561/5562 عند الحاجة.

الأنابيب المبردة والأجهزة الفضائية

• صلابة درجات الحرارة المنخفضة تعني أن المكونات يمكن أن تعمل بشكل موثوق في الغازات المسيلة أو البيئات الفضائية. التحكّم في الشوائب وتجنّب المراحل المتقابلة في التصنيع.

الأجهزة الصناعية وأجهزة العمليات

• تستفيد أنابيب الأدوات رقيقة الجدار من قوة عالية للتعامل مع الضغط دون جدران ثقيلة.

مكافحة التلوث والمعالجة الكيميائية

• مقاومة جيدة للأكسدة ومقاومة جيدة للتآكل الهوائي تجعل السبيكة مناسبة لبعض قنوات وأنابيب العمليات ذات درجة الحرارة العالية أو المؤكسدة.

المكونات الهيكلية والتخصصية

• عندما تكون القوة إلى الوزن ومقاومة التآكل مطلوبة، يمكن أن تحل 21-6-9 محل سبائك النيكل الأكثر تكلفة في بعض التصميمات.

14. لقطة مقارنة: 21-6-9 مقابل 304 و316 غير القابل للصدأ

يجب على المهندسين الاختيار بناءً على البيئة وقوة الخضوع المطلوبة وأهداف التكلفة. بالنسبة للأنابيب عالية القوة حيث يكون الوزن والمتانة مهمين، غالبًا ما يكون 21-6-9 أفضل من 304 أو 316.

15. اعتبارات الشراء وتسعير المصنع

عندما تعلن عن "100% سعر المصنع" على صفحات المنتج، فإن الوضوح يقنع المشترين ومحركات البحث:

• تقديم موك واضح (الحد الأدنى لكمية الطلب)، والمهل الزمنية وما إذا كانت الأسعار هي EXW/FOB/CIF.

• تقديم شهادات قابلة للتنزيل وورقة مواصفات واضحة للمنتج لكل وحدة SKU.

• عرض صور مخزون العالم الحقيقي للأنابيب، وتوفير عينات من الشهادات عند الطلب.

• بالنسبة للمشترين الذين يشترون كميات كبيرة، تكون أسعار المصنع مقنعة للغاية عندما تقترن بشهادات اختبار المصنع التي يمكن تتبعها وصور الإنتاج.

نصيحة للتفاوض: غالبًا ما تقوم المطاحن والموزعون بالتسعير بناءً على كمية الحرارة، وتشطيب السطح، والعمل الثانوي. شراء الأطوال غير الملحومة المسحوبة بأقطار قياسية بكميات كبيرة يجلب أفضل سعر للوحدة. تُظهر بيانات السوق أن مشتريات الكميات الصغيرة من الموزعين تحمل تكلفة أعلى لكل وحدة.

16. الإرشادات البيئية والمناولة والتخزين

للحفاظ على مقاومة التآكل ومظهر السطح:

• يُحفظ في مكان جاف وجيد التهوية بعيداً عن الأرض.

• تجنب التراص مباشرة على المعادن غير المتشابهة التي يمكن أن تسبب تلطيخًا كلفانيًا.

• حماية الأطراف المقطوعة من التلوث والأغشية الزيتية؛ التنظيف بالمذيبات المناسبة والتخميل قبل التجميع للأنظمة الحرجة.

• إعادة تدوير السبائك الخردة من خلال شركات إعادة تدوير المعادن المعتمدة للحصول على قيمة المواد والامتثال للوائح النفايات.

17. جدولان تقنيان للمهندسين

الجدول أ: قيم الخواص الميكانيكية النموذجية (أمثلة على شهادة المطحنة)

الجدول باء - المعايير والمعادلات المشتركة

اطلب رقم المواصفات المحددة لأي تطبيق خاضع للتنظيم؛ فغالبًا ما تتطلب الأعمال الفضائية والمبردة وثائق على مستوى AMS.

18. ملاحظات تصميمية للمهندسين الذين يحددون مواصفات الأنابيب

• اختيار سُمك الجدار: تصميم لتقليل الوزن مع الوفاء بعمر الانفجار والتعب. وتسمح قوة 21-6-9 الأعلى في كثير من الأحيان بجدران أرق من 304.

• بدلات الانحناء: استخدم الثني بالمغزل لأنصاف أقطار أقل من ثلاثة أضعاف نصف قطر الأنبوب الخارجي. قم بزيادة نصف قطر الثني إذا كان تشطيب السطح الداخلي حرجاً.

• الانضمام: تفضل الوصلات الملحومة للتركيبات الدائمة، مع معادن حشو متطابقة ومواد حشو مؤهلة. وبالنسبة للوصلات القابلة للإزالة، اختر تركيبات متوافقة مع 21-6-9 واطلب التوافق من صانع التركيبات.

• الاختبار: بالنسبة لأنظمة الضغط، تختبر الأجزاء الهيدروستاتيكية عند 1.5× الضغط التصميمي ما لم تحدد اللوائح خلاف ذلك.

• التتبع: تضمين الرقم الحراري في سجلات الفحص ومطابقة الشهادات من النهاية إلى النهاية للتركيبات الخاصة بأنظمة الطيران أو أنظمة السلامة.

19. الأسئلة المتداولة

1. ماذا يعني 21-6-9 في الفولاذ المقاوم للصدأ؟
   يشير إلى التركيب الاسمي: حوالي 211 تيرابايت 3 تيرابايت كروم و61 تيرابايت 3 تيرابايت نيكل و91 تيرابايت 3 تيرابايت منجنيز، مع استخدام النيتروجين للتقوية. تُعرف السبيكة عادةً بالرمز UNS S21900.

2. هل 21-6-9 هو نفسه نيترونيك 40؟
   تتداخل العديد من الأسماء التجارية. يشير كل من نيترونيك 40 و21-6-9 إلى كيميائيات أوستنيتي عالية المنجنيز المقواة بالنيتروجين والمواد الكيميائية الأوستنيتية المتشابهة، ولكن تحقق من التركيب والمواصفات الدقيقة مع المورد.

3. هل يمكنني استخدام أنابيب 21-6-9 للخدمة المبردة؟
   نعم. تحتفظ السبيكة بصلابة ممتازة في درجات الحرارة المنخفضة جدًا وهي مناسبة للأنابيب المبردة عند تصنيعها وتأهيلها بشكل صحيح.

4. كيف تقارن 21-6-9 بـ 304 أو 316 للأنابيب؟
   يتميز 21-6-9 عادةً بقوة خضوع أعلى ومقاومة أكسدة في درجات الحرارة العالية أفضل من 304 أو 316. قد تكون مقاومة التآكل في بيئات الكلوريد أقل من 316؛ اختر على أساس البيئة.

5. ما خيارات التصنيع المتاحة لأنابيب 21-6-9؟
   الأنابيب غير الملحومة المسحوبة على البارد، والأنابيب الملحومة والمسحوبة، ومختلف التشطيبات الملدنة أو المخللة. بالنسبة للخطوط الفضائية ذات التحمل الضيق، فإن الأنابيب المسحوبة على البارد غير الملحومة شائعة.

6. هل يلحم 21-6-9 بسهولة؟
   نعم، إنه قابل للحام بشكل عام مع عمليات GTAW وGMAW القياسية. استخدم معدن حشو مؤهل واتبع مواصفات إجراءات اللحام للأنظمة الحرجة.

7. هل المعالجة الحرارية بعد اللحام مطلوبة؟
   في معظم الحالات بالنسبة للأنابيب، لا يلزم استخدام المعالجة الحرارية الفائقة للنيتروجين المعزز بالنيتروجين. اتبع المعيار المطبق للتطبيق. بالنسبة لأوعية الضغط، راجع متطلبات الكود.

8. ما التفاوتات التي يمكنني توقعها بالنسبة للأنابيب غير الملحومة المسحوبة؟
   يمكن تحقيق تفاوتات أبعاد ضيقة؛ اطلب جدول التفاوت المسموح به من المورد. وغالبًا ما تكون الأنابيب المسحوبة من فئة الفضاء الجوي ذات تفاوتات تفاوتات تحمل صارمة.

9. كيف يمكنني تخزين أنابيب 21-6-9؟
   يُحفظ في مخزن جاف وجيد التهوية. تجنب ملامسة الفولاذ الكربوني أو البيئات المالحة التي يمكن أن تؤدي إلى تلطيخه. ضع علامة على أرقام الحرارة لإمكانية التتبع.

10. لماذا قد يختار المشتري 21-6-9 بدلاً من سبيكة النيكل؟
    وهو يوفر حلاً وسطًا جذابًا: قوة أعلى ومقاومة محسنة للأكسدة مقارنةً بالفولاذ المقاوم للصدأ القياسي، بتكلفة أقل من العديد من سبائك النيكل الثقيلة. بالنسبة للعديد من التطبيقات، فإن تكلفة دورة الحياة تفضل 21-6-9.

20. محتوى العبوة لصفحة منتجات MWalloys

• بطل:: صورة عالية الدقة، "UNS S21900 - 21-6-9 أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ؛ غير ملحومة وغير ملحومة؛ تسعير المصنع مباشرة"

• مواصفات سريعة:: لقطة تكوين، خيارات OD/جدار مشتركة، أطوال قياسية

• تنزيل: ورقة بيانات PDF وعينة من شهادة المطحنة

• شارات الجودة: امتثال AMS/UNS، وصور مصنع ISO، واختبار مختبر الطرف الثالث

• علامة التبويب الفنية:: جدول التركيب، جدول الخواص الميكانيكية، جدول الخواص الميكانيكية، خيارات التشطيب

• أداة الطلب:: حدد المقاس والطول والطول والكمية واطلب طلب عرض الأسعار

• المحتويات ذات الصلة:: منشورات المدونة حول ممارسة الانحناء وإرشادات اللحام والتركيبات المبردة

21. التعليق التقني الختامي وبنود العمل الختامية لتسويق السبائك المتعددة الفلزات

للوصول إلى أعلى تصنيفات البحث ودعم التحويل:

• نشر المقال التقني المفصل أعلاه على صفحة مخصصة للمنتج مع بيانات منظمة وشهادات قابلة للتنزيل.

• الربط داخلياً من صفحات الفئات والتطبيقات؛ إنشاء مجموعات محتوى حول أنابيب الفضاء الجوي، وأنابيب التبريد وأنابيب الأجهزة.

• عرض فيديو تقني قصير يوضح الرسم والتشطيب وفحص الأبعاد. الفيديو بالإضافة إلى ورقة البيانات يرفع الثقة ووقت المكوث.

• قم بتحديث الصفحة بانتظام بتوفر المخزون وعمليات تدقيق الجودة الحديثة لتوليد إشارات نضارة.

22. المصادر وصفحات الموردين/المواصفات المفيدة

تتضمن المراجع الفنية المختارة وأوراق بيانات الموردين المستخدمة لإعداد هذه المقالة صفحات مواد الموردين وأوراق بيانات أنابيب الفضاء الجوي. للامتثال للمواصفات أو طلبات التصميم النهائي، راجع شهادة المطحنة ومعيار AMS أو ASTM المعمول به مباشرةً. مراجع تمثيلية: صفحة منتج TW Metals لأنابيب 21-6-9، وملاحظة أنابيب Finetubes UNS S21900، وورقة بيانات مادة Alleima، والمقالة الفنية لـ AZoM عن الصف 21-6-9، وورقة بيانات سبيكة الأنبوب المتفوق وورقة بيانات سبيكة الأنبوب المتفوق وورقة أنابيب Smiths المتقدمة.