إنكولوي A-286 سلك الزنبرك هو عبارة عن سبيكة من الحديد والنيكل والكروم تصلب بالترسيب يتم اختيارها عندما يجب أن تجمع الزنبركات بين قوة الشد العالية جدًا، ومقاومة جيدة للشق والتمزق، ومقاومة الأكسدة/التآكل حتى 700 درجة مئوية (≈1300 درجة فهرنهايت). بالنسبة لأعمال الزنبرك، يتم توريده على شكل سلك أو شريط، وعادةً ما يتم تشغيله على البارد ثم تعتيقه للوصول إلى درجة حرارة الزنبرك - قوة الشد الزنبركية النموذجية بعد التعتيق هي ~1100-1300 ميجا باسكال (160-190 كسي) اعتمادًا على تشطيب السلك والمعالجة الحرارية. بالنسبة لتطبيقات صناعة الطيران والنفط والغاز والشاحن التوربيني المتطلبة، يوفر A-286 توازنًا ممتازًا بين الأداء الميكانيكي وقابلية التصنيع مقارنةً بالسبائك البديلة ذات درجة الحرارة العالية.
ما هي مادة الزنبرك المصنوعة من سبيكة Incoloy A-286؟
السبيكة A-286 عبارة عن سبيكة حديدية فائقة التصلب ذات أساس حديدي وأوستنيتي ومصلدة بالترسيب مع نسبة كبيرة من النيكل والكروم وإضافات متعمدة من التيتانيوم والموليبدينوم ومستويات صغيرة من الفاناديوم/البورون. وقد تم تطويره للمثبتات والنوابض ذات درجات الحرارة العالية حيث تكون القوة ومقاومة الأكسدة مطلوبة حتى حوالي 700 درجة مئوية (≈1300 درجة فهرنهايت). في شكل زنبرك، يتم استخدامه عندما تكون المساحة ضيقة، والأحمال دورية، وتكون القوة في درجات الحرارة المرتفعة أو الأداء الفائق للشق أمرًا بالغ الأهمية - على سبيل المثال، نوابض المشغلات الفضائية، ونوابض إرجاع الشاحن التوربيني، ومكونات أدوات قاع البئر والصمامات ذات درجة الحرارة العالية.
حالات الاستخدام النموذجي للزنبرك
-
النوابض اللولبية ونوابض الضغط ذات درجة الحرارة العالية في المحركات/الآلات ذات المعدات التوربينية.
-
نوابض مخروطية وموجية لأنظمة العادم والتوربو.
-
الينابيع المعرضة للتآكل في النفط والغاز (عندما تكون مقترنة بطبقات مناسبة أو في بيئات متوافقة).
-
عناصر زنبركية دقيقة في المشغّلات الفضائية ومجموعات التحكم في الطيران.
-
نوابض التثبيت وأشكال الأسلاك ذات الأجزاء الصغيرة الحرجة حيث يكون الوزن وعمر التعب ومقاومة الزحف مهمة.
التركيب الكيميائي
التركيب أدناه هو النطاق الاسمي المحدد عادةً المستخدم في A-286 (UNS S66286 / W. Nr. 1.4980 / EN X6NiNiCrTiMoVB25-15-2). تعتمد مواصفات التصنيع وحدود القبول على معيار AMS/ASTM/EN المستخدم من قبل المشتري/البائع.
العنصر | النطاق النموذجي (بالوزن %) |
---|---|
النيكل (ني) | 24.0 - 27.0 |
الكروم (Cr) | 13.5 - 16.0 |
الحديد (Fe) | الرصيد |
التيتانيوم (Ti) | 1.9 - 2.35 |
الموليبدينوم (Mo) | 1.0 - 1.5 |
الفاناديوم (V) | 0.10 - 0.50 |
الكربون (C) | ≤ 0.08 (نموذجي) |
السيليكون (Si) | ≤ 1.0 |
المنجنيز (Mn) | ≤ 1.0 |
الفوسفور (P) والكبريت (S) | النزرة/المستويات المنخفضة النموذجية للجزء من المليون |
(تم تجميع هذه النطاقات من أوراق البيانات الرئيسية وموردي الأسلاك؛ وقد تضيق المواصفات الفنية للمشتري بعض الحدود).
الخواص المادية/الميكانيكية
يتم توفير A-286 عادةً في شكل محلول ملدن و/أو مشغول على البارد ثم يتم تعتيقه على مدى العمر للحصول على القوة النهائية. يسرد الجدول أدناه القيم النموذجية التي يستخدمها مصممو الزنبرك - تختلف النتائج النهائية باختلاف الشغل على البارد وقطر السلك وجدول التعتيق.
الحالة | قوة الشد النموذجية | العائد النموذجي (إزاحة 0.2%) | نطاق درجة حرارة التشغيل المقترحة |
---|---|---|---|
صلب (طري) | ~حوالي 550-760 ميجا باسكال (80-110 كسي) | ~حوالي 300-500 ميجا باسكال | -200 درجة مئوية إلى +400 درجة مئوية |
مشغول على البارد + معتق (مزاج ربيعي) | ~1100-1300 ميجا باسكال (160-190 كسي) | ~حوالي 900-1150 ميجا باسكال | من -200 درجة مئوية إلى +400 درجة مئوية (تعريض قصير إلى 700 درجة مئوية تقريبًا حسب الحمولة) |
القدرة على الزحف/التمزق | يحتفظ بقوة كبيرة حتى ≈700 درجة مئوية (1300 درجة فهرنهايت) | - | غالبًا ما يعطى حد الخدمة ≈700 درجة مئوية لقوة/سلوك الأكسدة |
عادةً ما يحدد المصممون حدود الشد والتراخي الإجهادي في العمر النهائي بدلاً من الاعتماد على القيم الملدنة وحدها؛ حيث يستفيد عمر التعب من التقادم المناسب بعد التشكيل لتثبيت بنية الترسيب.
ملاحظات التصنيع - الأسلاك، واللف، والمعالجة الحرارية للنوابض
نصائح عملية من صانعي الزنبرك وبائعي الأسلاك:
-
سلك خام: يتوفر A-286 في شكل أسلاك دائرية وأسلاك مسطحة وأشكال حبال/حبل. وبالنسبة لصناعة الزنبرك، فإن الأسلاك المستديرة المسحوبة على البارد هي الأكثر شيوعًا.
-
التلدين بالمحلول: تلدين المحلول النموذجي حول 980-1050 درجة مئوية (1800-1920 درجة فهرنهايت) لإذابة الرواسب السابقة. يتم بعد ذلك تبريد السلك أو إخماده في الفرن حسب المواصفات.
-
التشكيل على البارد: يجب تشكيل الزنبرك في حالة التلدين أو الشغل على البارد جزئيًا باستخدام معدات لف الزنبرك القياسية، مع تجنب التسخين الموضعي المفرط.
-
الشيخوخة (تصلب الترسيب): دورة التعتيق القياسية للمزاج الربيعي هي ≈704-760 درجة مئوية (1300-1400 درجة فهرنهايت) لمدة 16 ساعة تقريبًا (يعتمد الجدول الزمني الدقيق على كتلة الجزء) متبوعًا بتبريد الفرن البطيء أو التبريد بالهواء المتحكم فيه لتطوير رواسب Ni-Ti/Mo التي تعطي قوة الشد العالية المستخدمة في النوابض. عندما يتم لف الينابيع في حالة التلدين، فإن التقادم بعد اللف ينتج عنه قوة مثالية وأداء إجهاد مثالي.
-
تشطيب السطح: بالنسبة للنوابض ذات التعب الحرجة، يوصى باستخدام تشطيب لامع ناعم ومشرق مع تقشير بالرصاص؛ يجب التحكم بإحكام في مواد التشحيم الخاصة بسحب الأسلاك والعيوب السطحية.
-
تسلسل تخفيف التوتر والمزاج: تجنب دورات درجات الحرارة العالية المتعددة بعد التعتيق النهائي - كل إعادة تسخين يمكن أن تغير حالة الترسيب وسلوك الاسترخاء.
هذه الممارسات مقبولة على نطاق واسع بين الشركات المصنعة للزنبركات الفضائية والصناعية وتنعكس في أوراق بيانات الأسلاك.
سلوك التآكل وحدود درجة الحرارة
-
التآكل العام: يتميز A-286 بمقاومة للتآكل مماثلة لبعض أنواع الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ في البيئات المحايدة والمعتدلة التأكسد؛ وهو ليس مقاومًا مثل درجات الفولاذ الأوستنيتي الفائق أو النيكل المولي في البيئات الشديدة الكلوريد أو بيئات تقليل الأحماض. توخَّ الحذر في مياه البحر أو الظروف الحامضة (H₂S) - حدد التوافق مع NACE/ISO عند الحاجة.
-
الأكسدة في درجات الحرارة العالية: يعمل بشكل جيد في الأجواء المؤكسدة حتى 700 درجة مئوية تقريبًا؛ أما الأجواء الكربونية أو الكبريتيدية فتقلل من العمر الافتراضي وتتطلب اعتبارات خاصة.
-
التعب عند درجة الحرارة: يجب التحقق من سلوك الكلال في درجات الحرارة المرتفعة وسلوك الاسترخاء الإجهادي؛ يحمل A-286 قوة ثابتة حتى 700 درجة مئوية تقريبًا ولكن العمر الدوري والاسترخاء يعتمدان بشدة على مستوى الإجهاد ودرجة الحرارة والسطح النهائي.
إذا كانت الخدمة تنطوي على كبريتيد الهيدروجين أو الغاز الحامض أو الوسائط شديدة الحموضة، استشر NACE MR0175 / ISO 15156 وإرشادات المورد قبل اختيار A-286.
المواصفات والمعايير
المعايير والمواصفات المشتركة التي تظهر تحتها منتجات A-286:
-
UNS S66286 و W. رقم 1.4980 (بالإنكليزية) التسميات.
-
AMS: AMS 5731 / AMS 5732 / AMS 5737 / AMS 5525 (الأسلاك والقضبان والمثبتات) - تستخدم على نطاق واسع في مشتريات الفضاء الجوي.
-
ASTM/ASME: نماذج ASTM A453 / ASTM A638 غالبًا ما تشير إلى نماذج الدرجة 660 (عائلة A-286).
-
NACE MR0175 / ISO 15156-3:: ذات صلة بخدمة النفط والغاز حيث يلزم التوافق مع التشقق الإجهادي للكبريتيد (يلزم تأكيد المورد).
عند الشراء، حدد دائمًا معيار AMS/ASTM/EN الذي تطلبه بالإضافة إلى حالة المعالجة الحرارية (المعالجة بالمحلول، أو المعالجة على البارد + المعالجة على البارد + المعالجة على البارد) واطلب شهادات المواد (MTC) التي تثبت نظام الأمم المتحدة ونتائج الاختبار.
المعادلات المشتركة والمراجع التبادلية
عادة ما يتم إدراج A-286 مع هذه المراجع التبادلية والأسماء التجارية:
-
UNS S66286 (الأكثر شيوعاً).
-
W. رقم 1.4980 / EN X6NiNiCrTiMoVB25-15-2.
-
AISI/SAE 660 (غالبًا ما تستخدم بالتبادل في بعض سلاسل التوريد).
-
الأسماء التجارية: إنكولوي A-286, بايروميت A-286, كرونيفر 1525 تي آي وغيرها من العلامات التجارية المستخدمة في المطاحن.
ملاحظة: يمكن أن تختلف "المكافئة" في الكيمياء والسلوك الميكانيكي حسب المواصفات - تحقق دائمًا من مواصفات AMS/ASTM/EN الدقيقة وأهداف الشد/المردود والمعالجة الحرارية ومعايير القبول قبل استبدال السبائك.
قائمة التحقق من شراء الأسلاك الزنبركية A-286
عند طلب عروض الأسعار أو الطلب، قم بتضمين:
-
أرقام UNS / EN / AMS والحالة المطلوبة (على سبيل المثال، UNS S66286 UNS، ملدن بمحلول، مسحوب على البارد، معتق).
-
قطر/حجم السلك والتفاوت والتشطيب (لامع مقابل مخلل).
-
قيم قبول الشد/العائد/الاستطالة المطلوبة في الحالة النهائية.
-
الشهادات المطلوبة: EN 10204 3.1/3.2 أو ما يعادلها MTC.
-
اختبارات NDT أو الاختبارات المعملية (التحليل الكيميائي، والصلابة، والشد، والبنية المجهرية) ونقاط تثبيت الفحص.
-
اختبارات الإرهاق أو اختبارات الاسترخاء الناتج عن الإجهاد إذا كان الزنبرك حرجًا على الحياة.
-
التتبع: رقم حرارة المطحنة وسجلات الدُفعات.
-
التغليف والشحن (البكرات الملفوفة مقابل الأطوال المستقيمة) والوقت المستغرق.
2025 دليل الأسعار العالمي لعام 2025 ل Incoloy A-286 (سلك/قضيب زنبركي)
مهم: تتذبذب أسعار سبائك النيكل مع الرسوم الإضافية للمعادن، وعلاوات السبائك، وكمية الطلب، والشكل (سلك مقابل قضيب)، والمواصفات (AMS مقابل السلع)، وتوافر المصنع. النطاقات أدناه هي نطاقات التجزئة/الموزع الإرشادية لعام 2025 تم تجميعها من قوائم السوق وعروض أسعار الموردين - تعامل معها كنقاط انطلاق للمشتريات، وليس عروض أسعار ثابتة.
المنطقة | نطاق الموزع النموذجي لعام 2025 (دولار أمريكي/كجم) | الملاحظات / السائقين |
---|---|---|
الصين (المطاحن والبوابات التجارية) | $10 دولار أمريكي - $40 دولار أمريكي / كجم | تُظهر العديد من القطع الصغيرة على البوابات الإلكترونية $25-35-35/كجم للقضبان؛ حيث تزيد الأسلاك اللامعة ومواصفات AMS من السعر. |
الهند (المخازن والمصنعون) | $20 دولار أمريكي - $65 / كجم | يؤدي انخفاض المخزون المحلي وتكاليف الاستيراد وإصدار الشهادات إلى زيادة السعر. |
أوروبا (الموزعون، مواد AMS/EN المعتمدة) | $30 دولار أمريكي - $90 / كجم | القضبان/الأسلاك المعتمدة من AMS/EN مع مستندات الفحص تستحق علاوات أعلى. |
الولايات المتحدة الأمريكية (الموزعون المتخصصون، مخزون الفضاء الجوي المعتمد) | $35 دولار أمريكي - $120 / كجم | منتجات الفضاء الجوي AMS/المعالجة حرارياً/المعالجة حرارياً ذات المهل الزمنية القصيرة هي الأعلى سعراً. |
الشرق الأوسط / الشرق الأوسط وشمال أفريقيا | $25 دولار أمريكي - $80 / كجم | مصدرها التجار؛ السعر حساس للشحن والجمارك. |
ملاحظات على محركات الأسعار
-
وتؤدي الرسوم الإضافية للسبائك وتقلبات سوق النيكل إلى تغيير تكاليف المعدن الأساسي؛ كما تضيف المصانع أيضًا علاوات المعالجة والاعتماد. وتنشر شركة Special Metals رسومًا إضافية دورية تؤثر على الأسعار النهائية.
-
تضيف موك الصغيرة (أقل من 50-100 كجم)، أو الأقطار غير العادية، أو شهادة AMS تكاليف كبيرة لكل كجم.
-
بالنسبة للأسلاك الزنبركية، فإن السحب الإضافي والتشطيب اللامع والتخزين المؤقت ومراقبة الجودة تضيف تكلفة إضافية مقابل القضيب الخام.
الأسئلة الشائعة
1. ما هي الأحجام/الأنسجة التي تأتي بها الأسلاك الزنبركية A-286؟
أسلاك مستديرة من أقطار صغيرة (أجزاء من المليمتر حتى عدة مليمترات) في تشطيبات لامعة أو مخللة؛ كما تتوفر أسلاك مسطحة وجدائل. يحدد الموردون التفاوتات المسموح بها.
2. هل يمكن استخدام A-286 بشكل مستمر عند درجة حرارة 700 درجة مئوية؟
يحتفظ A-286 بقوة تصل إلى ≈700 درجة مئوية للعديد من التطبيقات الثابتة ولكن الزحف طويل الأجل والإجهاد الدوري عند درجة الحرارة هذه يتطلب مراجعة هندسية. لخدمة الزحف المستمر فوق 600-650 درجة مئوية تقريبًا، اختر سبائك متخصصة في درجات الحرارة العالية.
3. هل A-286 مغناطيسي؟
في حالة المعالجة بالمحلول يكون في الأساس أوستنيتي وغير مغناطيسي؛ بعد العمل على البارد الشديد قد تظهر بعض الاستجابة المغناطيسية ولكن بالنسبة لمعظم التصميمات يعتبر غير مغناطيسي.
4. ما هي المعالجة الحرارية التي يجب أن أستخدمها بعد لف النوابض؟
الشيخوخة النموذجية: 1300-1400 درجة فهرنهايت (704-760 درجة مئوية) لمدة 16 ساعة تقريبًا بعد اللف (يعتمد الجدول الزمني الدقيق على الكتلة). اتبع دائمًا توصيات بائع الأسلاك وتحقق من صحة عينة الاختبار.
5. كيف يمكن المقارنة بين A-286 و Inconel 718 للنوابض؟
يتكون A-286 من الحديد مع النيكل ~25%؛ بينما يتكون Inconel 718 من النيكل مع صلابة ترسيب مختلفة (Nb، Al، Ti). بالنسبة للعديد من استخدامات الزنبرك ذات درجة الحرارة المرتفعة يعطي A-286 قوة جيدة وتوازنًا في التكلفة؛ ويمكن اختيار 718 حيثما تكون مقاومة التآكل أعلى أو سلوك درجة حرارة/إجهاد مختلف مطلوب. يجب أن يكون اختيار المواد خاصاً بالتطبيق.
6. هل A-286 مناسب للخدمة الحامضة (H₂S)؟
ليس افتراضيًا. بالنسبة لبيئات النفط والغاز الحامضة، فإن الامتثال لـ NACE MR0175 / ISO 15156 يجب إثباتها؛ وغالبًا ما يتم اختيار سبيكة مختلفة أو مؤهلات خاصة.
7. ما هي الوثائق التي ينبغي أن تصاحب عمليات التسليم؟
الحد الأدنى: تتبع الرقم الحراري للمطحنة و 3.1/3.2 MTC 3.1/3.2 (نتائج الاختبارات الكيميائية والميكانيكية). بالنسبة للفضاء الجوي، تعتبر شهادات AMS والاختبارات الإضافية قياسية.
8. هل يمكن لحام A-286 على النوابض؟
يغير اللحام من المعالجة الحرارية المحلية وحالة الترسيب؛ اللحام ممكن ولكنه يتطلب معالجة حرارية بعد اللحام وإجراءات مؤهلة - لا تتم عادةً على النوابض الجاهزة.
9. ما هي المهلة الزمنية المعقولة لطلبات الشراء المباشر من المصنع من الصين؟
بالنسبة للمقاسات المخزونة، من أسبوع إلى أسبوعين؛ بالنسبة للأقطار المخصصة أو مواصفات AMS أو القطع الكبيرة المعتمدة من AMS، من 3 إلى 8 أسابيع حسب المصنع/المتخلف. (تقدير فقط - اطلب المهل الزمنية الحالية من المورد).
10. كيف يمكن زيادة عمر إجهاد نوابض A-286 إلى أقصى حد؟
التحكّم في صقل السطح (سلك لامع)، وإزالة علامات التصنيع الآلي، واستخدام التقشير بالخردق، والتصميم بهامش إجهاد متوسط كافٍ، وتطبيق التقادم بعد التشكيل لضبط الترسبات وتقليل ارتخاء الإجهاد.