إن سلك Incoloy 800 (UNS N08800) عبارة عن سبيكة من النيكل والحديد والكروم تجمع بين القوة الجيدة في درجة حرارة الغرفة والثبات الممتاز ومقاومة الأكسدة والكربنة في درجات الحرارة المرتفعة، مما يجعلها خيارًا موثوقًا به لأجهزة الأفران، وسلال المعالجة الحرارية، والأنابيب المشعة، ومكونات المعالجة الكيميائية وغيرها من تطبيقات الخدمة ذات درجات الحرارة العالية. عندما يحتاج المصمّمون إلى مقاومة فائقة للكربنة بالإضافة إلى خدمة تصل إلى 700 درجة مئوية تقريبًا، وعندما يكون اللحام والتشكيل والاستقرار طويل الأجل للأبعاد مهمًا، فإن سلك Incoloy 800 هو خيار متوازن ومثبت.

1. مقدمة وتوصية قصيرة

يوفر سلك Incoloy 800 مزيجًا قويًا من مقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل العامة مع بقائه مطيلًا بما يكفي لعمليات سحب وتشكيل الأسلاك. سيجد مستخدمو المنتج الذين يحتاجون إلى الثبات بعد التعرض الطويل لدرجات حرارة تتراوح بين 600 و800 درجة مئوية أن السبيكة مناسبة بشكل خاص لأنها تقاوم تكوين مراحل التعانق وتتحمل أجواء الكربنة بشكل جيد. بالنسبة للأجزاء التي يجب أن تحتفظ بسلامة الأبعاد في ظل التعرض الحراري الدوري، يتم استخدام الأسلاك المنتجة وفقًا لمواصفات N08800 بشكل روتيني.

2. هوية السبيكة والتسميات الرسمية

• الاسم التجاري الشائع: إنكولوي 800

• رقم UNS: N08800

• رقم التعريف الأوروبي W. Nr.: 1.4876 (شائع الاستخدام في وثائق المشتريات)

• النماذج المتاحة: الأسلاك والشرائط والقضبان والأنابيب والألواح والصفائح. يتم توريد الأسلاك عادةً في لفائف أو بكرات أو أطوال مستقيمة حسب احتياجات العميل.

3. التركيب الكيميائي (النطاقات النموذجية)

يمنح التوازن الكيميائي مادة Incoloy 800 ثباتاً فريداً في درجات الحرارة العالية. ويوضح الجدول أدناه نطاقات التحليل النموذجية المحددة عادةً لمادة UNS N08800 المستخدمة في صناعة الأسلاك. يجب التأكد من الحدود الدقيقة مع المورد وشهادة المواد لأي دفعة معينة.

الجدول 1: التركيب الكيميائي النموذجي لـ Incoloy 800

ملاحظات: تُظهر أوراق بيانات الموردين اختلافات صغيرة. بالنسبة لخصائص الزحف الضيقة أو لمتغيرات 800H/800HT، يتم التحكم في حدود الكربون والألومنيوم/التاي بشكل مختلف. احصل دائمًا على شهادة الشركة المصنعة لتأكيد التركيب للأجزاء الحرجة.

4. البنية المجهرية والميتالورجيا لماذا الكيمياء مهمة

تحتوي السبيكة على مصفوفة مكعبة أوستنيتي محورها الوجه ومثبتة بمحتوى النيكل. يوفر الكروم مقاومة للأكسدة والكبريتيد. يعمل الألومنيوم والتيتانيوم كمثبتات من التيتانيوم والألومنيوم التي يمكن أن تشكل رواسب معدنية دقيقة تحت المعالجة الحرارية الخاضعة للتحكم، والتي تساعد على التحكم في نمو الحبوب وتؤثر على مقاومة الزحف في المتغيرات H وHT. يتم الاحتفاظ بالكربون منخفضاً في درجة 800 الأساسية للحفاظ على الليونة وتجنب الترسيب المفرط للكربيدات عند حدود الحبيبات مما يساعد على تقليل خطر التقصف بين الحبيبات أثناء التعرض الطويل.

ونظرًا لأن كيمياء القاعدة تتجنب العناصر العالية المكونة للفريت، تحتفظ السبيكة ببنية أوستنيتي مستقرة بعد التعرض الحراري الطويل، مما ينتج عنه سلوك ميكانيكي يمكن التنبؤ به للأسلاك التي يجب تشكيلها أو سحبها على البارد.

5. الخواص الميكانيكية وحدود درجة الحرارة

تختلف الخواص الميكانيكية باختلاف شكل المنتج والشغل على البارد والمعالجة الحرارية وظروف الاختبار. وترد في الجدول أدناه الخصائص الأساسية النموذجية في درجة حرارة الغرفة الملدنة في درجة حرارة الغرفة لصف الأسلاك من إنكلوراد 800. للحصول على بيانات القوة في درجات الحرارة العالية أو بيانات التمزق الزاحف، استخدم نشرة تصميم الشركة المصنعة والإجهادات المسموح بها في الكود.

الجدول 2: الخواص الميكانيكية التمثيلية (حالة التلدين)

للاستخدام في درجات الحرارة العالية الدورية أو عندما يكون الزحف محركًا للتصميم، ضع في اعتبارك عائلة 800H/800HT لأن إضافات الكربون والألومنيوم/التاي المضبوطة بالإضافة إلى المعالجات الحرارية المحددة تزيد من قوة التمزق الزاحف بشكل كبير. يجب على المهندسين الرجوع إلى جداول تمزق الإجهاد ومنحنيات البائعين لتصميم الحمل المستمر.

6. الأداء في درجات الحرارة العالية: الأكسدة والكربنة والزحف

• مقاومة الأكسدة: يوفر الكروم والنيكل توازناً مكوناً للأكسيد يقلل من اكتساب الكتلة في الأجواء المؤكسدة حتى عدة مئات من الدرجات المئوية. وهذا يحمي الأسطح في الأفران ومعدات المعالجة الحرارية.

• مقاومة الكربنة: تقاوم هذه السبيكة الكربنة بشكل أفضل من العديد من أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ بفضل نسبة النيكل والكروم ومحتوى الكربون المتحكم فيه، مما يجعلها مناسبة للأنابيب والبطانات في التكسير الهيدروكربوني والخدمة البتروكيماوية.

• سلوك الزحف: بالنسبة للإجهاد العالي في درجات الحرارة المرتفعة، توفر السبيكتان 800H و800HT قوة زحف-تمزق أعلى بسبب التحكم في مستويات الكربون وعناصر التثبيت بالإضافة إلى التلدين في درجات الحرارة العالية. استخدم السبيكة الأساسية 800 لثبات درجة الحرارة المعتدلة و800H/HT عندما يكون الزحف أمرًا بالغ الأهمية.

يجب على المهندسين اختيار الدرجة والمعالجة الحرارية بناءً على الوقت عند درجة الحرارة والإجهاد المطبق وعامل الأمان المطلوب. عندما تكون حدود الزحف طويلة الأجل مهمة، لا تعتمد على البيانات الميكانيكية في درجة حرارة الغرفة؛ وبدلاً من ذلك استخدم منحنيات الزحف والتمزق المعتمدة من منتج السبيكة.

7. كيف تختلف سبيكة Incoloy 800 عن 800H و800HT

تشترك السبائك الثلاث في كيمياء أساسية مشتركة، ولكن المعدِّلات والضوابط الأكثر إحكاماً تخلق مظاريف أداء متميزة.

الجدول 3: مقارنة سريعة: 800H مقابل 800H مقابل 800HT

بالنسبة للمنتجات السلكية، يعتبر 800 شائعًا لأجزاء الفرن العامة وسلال المعالجة الحرارية. عندما تكون مقاومة التمزق أو مقاومة الزحف تحت الإجهاد الحراري لفترات طويلة إلزامية، حدد 800H أو 800HT واطلب شهادة المطحنة المناسبة وسجل المعالجة الحرارية.

8. المعايير والمواصفات وتسميات الأسلاك النموذجية

عادةً ما يتم تصنيع الأسلاك المنتجة من سبيكة Incoloy 800 واختبارها وفقًا للعديد من المواصفات الدولية والفضائية. وتشمل المراجع والمعايير النموذجية للأسلاك ما يلي:

• ASTM B408: المواصفات القياسية التي تغطي أسلاك النيكل المشغول وسبائك النيكل القاعدي.

• AMS 5766: مواصفات المواد الفضائية الجوية لبعض سبائك النيكل والكروم والحديد في شكل أسلاك.

• ISO 9723 / ISO 9724: معايير الأسلاك الدولية المستخدمة في بعض الأسواق.

• معادن حشو اللحام: تشتمل تصنيفات AWS المفيدة للإصلاح والربط على متغيرات ENiCrFe-2 و ERNiCr-3 اعتمادًا على اختيار الحشو.

يجب أن تطلب عقود التوريد تقارير اختبار المطاحن لتأكيد الالتزام بالمعايير المحددة وأي اختبارات قبول خاصة بالعميل.

9. الأشكال والتصنيع وأبعاد الأسلاك النموذجية

يتم إنتاج أسلاك Incoloy 800 عن طريق الدرفلة على الساخن في قضبان حديدية متبوعة بسحب على البارد متعدد المراحل إلى الأقطار المطلوبة. تشمل العمليات والتشطيبات السحب اللامع والسحب بالخردق والتخميل بالمخلل حسب الاستخدام النهائي.

الجدول 4: عروض الأسلاك النموذجية والتعبئة والتغليف

تختلف التعبئة والتغليف حسب القطر والعميل: لفائف للتغذية في المعدات الآلية، وبكرات للأسلاك ذات القطر الصغير، ولفائف واقية مع مادة مجففة للتخزين الطويل.

10. التصنيع: الشغل على البارد والسحب والتلدين واللحام

• رسم بارد: يتم سحب سبيكة Incoloy 800 بشكل جيد لأن السبيكة تحتفظ بالليونة. ينتج عن السحب المتسلسل مع التلدين المتوسط تحكمًا محكمًا في الأبعاد وتحسينًا في تشطيب السطح.

• التلدين: تعمل معالجات التلدين النهائي على تخفيف إجهادات السحب واستعادة الليونة. يتم تحديد دورات التلدين النموذجية من قِبل الموردين؛ وبالنسبة للأسلاك، فإن التلدين اللامع في جو متحكم فيه أمر شائع.

• اللحام: يتم استخدام GMAW وGTAW ومعادن الحشو المتخصصة للربط. تطابق الحشو مع الخدمة: عند الحاجة إلى مقاومة التآكل وقوة درجات الحرارة المرتفعة، اختر حشو النيكل والكروم والحديد المتوافق مع عائلة N08800. التسخين المسبق غير مطلوب عادة، ولكن قد يتم تحديد المعالجة الحرارية بعد اللحام لمكونات معينة. راجع مواصفات إجراءات اللحام وأوراق بيانات معدن الحشو.

11. مراقبة الجودة واختبارات القبول وإمكانية التتبع

بالنسبة للتطبيقات الحرجة يجب أن تحدد أوامر الشراء

• شهادة اختبار المطحنة (النتائج الكيميائية والميكانيكية) التي يمكن تتبعها إلى دفعة الحرارة.

• نتائج اختبار الصلابة والشد لعينات الدفعة السلكية.

• الفحص غير المدمر عند الحاجة للعيوب السطحية.

• فحص البنى المجهرية وبيانات حجم الحبيبات عند تحديد 800H/HT للخدمة الزاحفة.

• إمكانية تتبع سلسلة التوريد ووضع علامات على الدفعات للمكونات الحرجة للسلامة.

يوصى بإجراء اختبار التحقق المستقل في مختبر مؤهل للمعدات الحرجة للحياة.

12. التطبيقات النموذجية وأمثلة الصناعة

تُستخدم أسلاك Incoloy 800 والأجزاء المشتقة من الأسلاك على نطاق واسع في قطاعات مثل:

• معدات المعالجة الحرارية: الكاتمات والسلال والشماعات لأن السبيكة تقاوم الأكسدة والكربنة في درجات الحرارة العالية.

• أفران البتروكيماويات ومعدات التكسير: المكونات المعرضة للهيدروكربونات ودرجة الحرارة العالية.

• الفضاء وتوليد الطاقة: في الأجهزة المتخصصة في درجات الحرارة العالية حيث تكون البنية المجهرية المستقرة مهمة.

• المحطات النووية ومحطات المعالجة: تم اختيارها لتحقيق ثبات في درجات الحرارة العالية واستجابة تقادم يمكن التنبؤ بها.

تعكس هذه الاستخدامات مزيج السبيكة من مقاومة الأكسدة وثبات الأبعاد في ظل التدوير الحراري.

13. توصيات المناولة والتخزين والتعبئة والتغليف

• يُحفظ في بيئة نظيفة وجافة لتجنب تلوث السطح.

• استخدم فواصل وعبوات غير تفاعلية لمنع التهشم أثناء النقل.

• للتخزين طويل الأجل تشمل مادة مجففة وتنظر في التعبئة في جو خامل للأسلاك فائقة النظافة المخصصة للتطبيقات ذات التفريغ أو عالية النقاء.

• افحص السطح قبل عمليات التشكيل؛ حيث يمكن أن تصبح العيوب السطحية الصغيرة في السلك مواقع لبدء التعطل تحت الإجهاد الدوري.

14. قائمة مراجعة التصميم والاختيار للمهندسين

عند تحديد سلك Incoloy 800، قم بتضمين:

1. رقم UNS ومتغير السبيكة الدقيق (N08800 أو N08810/N08811 عند الحاجة).

2. الحد الأدنى من الخصائص الميكانيكية المطلوبة وشهادات الاختبار.

3. نطاق درجة حرارة التشغيل ومدة التحول لتحديد ما إذا كانت السبيكة الزاحفة مطلوبة.

4. التعرض البيئي: الأكسدة والكربنة والكلوريدات والأكسدة الدورية.

5. متطلبات تشطيب السطح والتعبئة والتغليف.

6. توافق اللحام/معدن الحشو.

7. إمكانية التتبع واختبارات القبول.

إن تقديم هذه التفاصيل في طلب الشراء يمنع سوء الفهم لاحقًا ويضمن أن يقوم المورد بتزويد المورد بسجل المعالجة الصحيح والشهادة الصحيحة.

15. ملاحظات البيئة والصحة والسلامة (EHS)

• ينتج عن التصنيع الآلي أو الطحن غبار معدني يجب التحكم فيه عن طريق الاستخراج الموضعي ومعدات الوقاية الشخصية المناسبة.

• يمكن أن تكون نواتج الأكسدة عالية الحرارة مهيجة؛ بالنسبة للعمليات التي تولد أبخرة استخدم تهوية كافية.

• راجع دائماً صحيفة بيانات السلامة الخاصة بالمورد للحصول على إرشادات المناولة والقطع والتخلص من النفايات.

16. الجداول ذات الصلة والمراجع السريعة

الجدول 5: معايير مرجعية سريعة لإنتاج الأسلاك وقبولها

17. نصائح بشأن المشتريات وأسئلة البائعين

عند التواصل مع الموردين اسأل عن:

• شهادة رقم حرارة المطحنة الحالية التي تتضمن نتائج التحليل الكيميائي الكامل ونتائج الاختبارات الميكانيكية.

• إعلان المطابقة للمعيار المطلوب.

• خيارات تشطيب السطح والتعبئة والتغليف.

• خيارات المهلة الزمنية وتقسيم الحصص لعمليات الإنتاج.

• قائمة مرجعية لعمليات التسليم السابقة للتطبيقات المماثلة إذا كانت عملية الشراء حرجة.

18. الأسئلة المتداولة

س1: ما الفرق بين سلك Incoloy 800 وسلك الفولاذ المقاوم للصدأ للاستخدام في درجات الحرارة العالية؟
ج: يحتوي Incoloy 800 على محتوى نيكل أعلى بكثير وتوازن محدد من النيكل والكروم يوفر مقاومة فائقة للكربنة وبنية أوستنيتي أكثر استقرارًا في درجات الحرارة العالية عند مقارنته بالفولاذ المقاوم للصدأ النموذجي. بالنسبة للأجواء الكربنة وحيثما توجد مخاطر التقصف في مرحلة سيجما ، غالبًا ما يُفضل Incoloy 800.

س2: هل يمكن ثني سلك Incoloy 800 وتشكيله بدون تلدين وسيط؟
ج: يمكن إجراء ثنيات الشغل على البارد الصغيرة ولكن عادةً ما تتطلب عادةً تمريرات متعددة أو تشكيل نصف القطر الضيق خطوات تلدين وسيطة لاستعادة الليونة. تأكد من جدول التشكيل مع مورد المواد.

س3: هل سبيكة الإنكولوي 800 قابلة للحام وما الحشو الموصى به؟
ج: نعم، إنه قابل للحام باستخدام مواد حشو مناسبة قائمة على النيكل مثل أنواع ERNiCrCr-3 أو ENiCrFe-2. تعتمد معايير اللحام واختيار الحشو على درجة حرارة الخدمة المقصودة والتعرض للتآكل.

س4: بالنسبة للخدمة المستمرة عند درجة حرارة 750 درجة مئوية، أي متغير يجب أن أختار؟
ج: بالنسبة للخدمة تحت ضغط طويل الأجل عند درجة حرارة 700 درجة مئوية أو أعلى، اختر 800H أو 800HT. تتم معالجة هذه المتغيرات لتوفير قوة زحف أعلى. اطلب جداول الإجهاد المسموح به من المصنع.

السؤال 5: ما هي اختبارات القبول التي يطلبها العملاء عادةً للأسلاك؟
ج: تشمل الاختبارات النموذجية التحليل الكيميائي واختبار الشد واختبار الصلابة والفحص السطحي البصري/التقليدي للأجزاء الحرجة. بالنسبة للأجزاء الحرجة الزاحفة تتطلب بيانات التمزق الزاحف أو إثبات التوريد إلى 800H/HT مع شهادة حجم الحبيبات.

س6: هل تُشكِّل سبيكة Incoloy 800 مرحلة سيجما في الخدمة الطويلة؟
ج: تجعل التركيبة ومستوى النيكل السبيكة أقل عرضة لتكوين طور سيجما من العديد من أنواع الفولاذ عالي الكروم. كما أن التحكم السليم في التركيب والمعالجة الحرارية يقلل من هذا الخطر بشكل أكبر.

س7: ما هي أقطار الأسلاك المتوفرة في المخزون؟
ج: تختلف نطاقات المخزون القياسية حسب المورد. تقدم العديد من المطاحن من 0.5 مم إلى 6 مم من المخزون، مع توفر سحوبات مخصصة للمقاطع الأدق أو الأثقل. راجع كتالوجات الموردين لمعرفة المخزون الدقيق.

س8: هل التخليل مطلوب قبل التوريد؟
ج: التلدين اللامع والمعالجات السطحية الخاضعة للتحكم شائعة في الأسلاك المصممة للتطبيقات عالية النقاء أو التطبيقات التي تستخدم في التفريغ. قدم متطلبات تشطيب السطح عند الطلب.

س9: كيف تستجيب سبيكة Incoloy 800 للدورة الحرارية؟
ج: يُظهر ثباتًا جيدًا في الأبعاد والبنية المجهرية في ظل العديد من الدورات، مما يجعله مناسبًا لدعامات عناصر التسخين وسلال الأفران. بالنسبة للإجهادات الدورية الشديدة، قم بتقييم بيانات التعب والصدمات الحرارية مع مورد المواد.

Q10: أين يمكنني العثور على بيانات التصميم الموثوقة ونشرات المواد؟
ج: تشمل المصادر الأساسية النشرات الفنية لمنتجي السبائك، وقواعد بيانات المواد المعترف بها، والكتيبات الهندسية التي راجعها الأقران. الحصول على ملفات PDF وبيانات الاختبار المعتمدة من المصنع أو الموزع المعتمد.

19. ملاحظات ختامية للمشترين والمهندسين التقنيين

يعتبر سلك Incoloy 800 مادة ناضجة وموثقة مع اعتماد صناعي واسع النطاق. للحصول على الاستفادة الكاملة حدد تسمية UNS الصحيحة، واطلب شهادة المصنع، واختر متغير 800H أو 800HT إذا كان أداء الزحف من المتطلبات. عند الشك قم بإجراء محاكاة خدمة أو اختبار تقادم متسارع على عينات من دفعة الإنتاج المقصودة.