يُستخدم النيكل بشكل رئيسي كعنصر في صناعة السبائك، وبدرجة أقل كمعدن نقي تجاريًا، وكمادة للتطلي، وفي المركبات الكيميائية. وتتمثل أهم استخداماته الصناعية في الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الفولاذ الأخرى، والسبائك القائمة على النيكل والسبائك الفائقة، والبطاريات، والطلاء الكهربائي، والمحفزات، والمنتجات الكيميائية، وصناعة العملات المعدنية، والتطبيقات الهندسية المتخصصة. ويكتسب النيكل قيمة خاصة عندما يتعين أن تجمع المادة بين مقاومة التآكل، والقوة، والليونة، أو الأداء عند درجات الحرارة المرتفعة.
يعتمد الاستخدام الدقيق للنيكل على شكله وتركيبته. ويُستخدم النيكل النقي أو النيكل النقي تجاريًا بطريقة تختلف عن الفولاذ المحتوي على النيكل، وسبائك النيكل والنحاس، وسبائك النيكل والكروم، وسبائك النيكل والموليبدينوم، وسبائك النيكل الفائقة المقواة بالترسيب.
لماذا يُستخدم النيكل في الصناعة؟
يُعد النيكل مادة مفيدة لأنه يوفر العديد من الخصائص المهمة ضمن نظام المواد.
اعتمادًا على نوع السبيكة وظروف المعالجة، يمكن أن يسهم النيكل في:
- مقاومة التآكل.
- مقاومة الأكسدة.
- المقاومة عند درجات الحرارة العالية.
- الليونة والمتانة.
- مقاومة الدورات الحرارية.
- الاستقرار في البيئات الكيميائية القاسية.
- توافق جيد في عملية صناعة السبائك مع الحديد والكروم والنحاس والموليبدينوم وعناصر أخرى.
- الخصائص المغناطيسية والكهربائية المفيدة في السبائك المتخصصة.
هذا المزيج يفسر السبب في أن استخدام النيكل نادرًا ما يقتصر على نوع واحد من المنتجات.
على سبيل المثال، يمكن إضافة النيكل إلى سبيكة ما لتحسين مقاومتها للبيئة الكيميائية المسببة للتآكل. وفي سبيكة أخرى، قد يكون النيكل جزءًا من تركيبة مصممة للحفاظ على القوة الميكانيكية عند درجات الحرارة المرتفعة. أما في البطاريات، فيُستخدم النيكل في وظيفة مختلفة تمامًا تتعلق بتخزين الطاقة الكهروكيميائية.
وبالتالي، فإن الفرق المهم لا يكمن ببساطة في “النيكل مقابل معدن آخر”، بل ما هي المادة المحتوية على النيكل المستخدمة، وفي أي ظروف، ولأي غرض هندسي.
1. يُستخدم النيكل في صناعة الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الفولاذ الأخرى
يُعد أحد أكبر استخدامات النيكل هو استخدامه كعنصر في صناعة السبائك الفولاذية.
يمكن أن يساعد النيكل في تثبيت بعض الهياكل المعدنية، كما يمكن أن يسهم في مقاومة التآكل والمتانة والأداء في درجات الحرارة المنخفضة أو المرتفعة، اعتمادًا على تركيبة الفولاذ وطريقة معالجته.
يُعد الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي أحد التطبيقات الرئيسية. ويُعد النيكل عنصرًا مهمًا في صناعة السبائك في العديد من الدرجات الشائعة من الفولاذ الأوستنيتي، كما أنه يساعد في الحفاظ على البنية الأوستنيتية.
تُستخدم هذه المواد في:
- معدات تجهيز الأغذية.
- معدات المعالجة الكيميائية.
- المعدات الطبية والصيدلانية.
- منتجات المطبخ والمنزل.
- خزانات التخزين
- المبادلات الحرارية
- أنظمة الأنابيب
- المكونات المعمارية.
ومع ذلك، من المهم ألا نعتبر جميع أنواع الفولاذ المحتوية على النيكل متشابهة. فقد تختلف بشكل كبير من حيث محتوى النيكل والكروم والموليبدينوم، ومستوى الكربون، والمعالجة الحرارية، والبيئة المقصودة لاستخدامها.
وبالتالي، فإن تسمية المادة والمواصفات المعمول بها تكتسيان أهمية أكبر بالنسبة للمشترين الصناعيين مقارنة بمجرد معرفة أن المنتج “يحتوي على النيكل”.”
2. يُستخدم النيكل في السبائك الفائقة القائمة على النيكل
ومن التطبيقات المهمة الأخرى إنتاج السبائك الفائقة القائمة على النيكل.
صُممت السبائك الفائقة القائمة على النيكل للاستخدام في البيئات القاسية التي قد تفقد فيها المواد الهندسية العادية قوتها أو تتعرض لأكسدة مفرطة أو تآكل أو تشوه.
تشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:
- مكونات التوربينات الغازية
- مكونات محركات النفاثة
- أقراص التوربينات
- مكونات عملية الاحتراق.
- مثبتات مقاومة للحرارة العالية.
- مكونات الفرن.
- مكونات مقاومة للحرارة.
- معدات توليد الطاقة.
تُجسِّد السبائك مثل «إنكونيل 600» و«إنكونيل 625» و«إنكونيل 718» نُهجًا مختلفة في تصميم سبائك النيكل.
على سبيل المثال، تجمع سبيكة «إنكونيل 625» بين النيكل والكروم والموليبدينوم والنيوبيوم لتوفر مزيجًا من مقاومة التآكل والأداء الميكانيكي. أما سبيكة «إنكونيل 718» فتستخدم نظامًا مختلفًا لتكوين السبائك، وترتبط على نطاق واسع بالتطبيقات التي تتطلب قوة عالية.
وبالتالي، فإن اختيار السبائك المناسبة يعتمد على بيئة التشغيل وليس على التسمية العامة “سبائك النيكل”.”
3. يُستخدم النيكل في التطبيقات الفضائية
يُعد قطاع الفضاء الجوي أحد المجالات التطبيقية الأكثر تطلبًا من الناحية التقنية بالنسبة للمواد القائمة على النيكل.
يمكن لمحركات الطائرات والتوربينات الغازية أن تعرض المكونات لدرجات حرارة عالية، وإجهاد ميكانيكي، وأكسدة، ودورات حرارية. وتُستخدم السبائك الفائقة القائمة على النيكل في مكونات محددة لأن خصائصها تظل مفيدة في الظروف التي لا تكون فيها العديد من السبائك التقليدية مناسبة.
يمكن أن تشمل التطبيقات ما يلي:
- أقراص التوربينات
- شفرات التوربينات
- مكونات الاحتراق
- مثبتات المحرك
- مكونات نظام العادم
- الأجزاء الهيكلية المقاومة للحرارة العالية.
تُعتبر هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) قطاع الفضاء الجوي أحد المستهلكين الرئيسيين للسبائك الفائقة القائمة على النيكل، وتشير إلى استخدامها في شفرات التوربينات والأقراص ومكونات محركات الطائرات النفاثة الأخرى.
لا يقتصر المطلب الهندسي على مجرد ارتفاع نسبة النيكل فحسب. فكل من تركيبة السبيكة، والمعالجة الحرارية، والبنية المجهرية، وشكل المنتج، ودرجة حرارة التشغيل، كلها عوامل تؤثر على مدى ملاءمة المنتج.
4. يُستخدم النيكل في المعالجة الكيميائية
يُستخدم النيكل وسبائكه المقاومة للتآكل على نطاق واسع في بيئات المعالجة الكيميائية.
والسبب واضح: فبعض المواد الكيميائية الصناعية يمكن أن تهاجم المعادن التقليدية من خلال التآكل العام، أو التآكل النقطي، أو التآكل الشقي، أو التصدع الناتج عن التآكل تحت الإجهاد، أو آليات أخرى.
اعتمادًا على البيئة، يمكن اختيار السبائك القائمة على النيكل من أجل:
- صهاريج المواد الكيميائية
- المبادلات الحرارية
- الأنابيب
- المضخات
- الصمامات
- المفاعلات
- معدات المعالجة.
- معدات مكافحة التلوث.
تُعد سبائك «هاستيلوي» مثالاً مهمًا على المواد القائمة على النيكل التي تم تطويرها للاستخدام في البيئات شديدة التآكل.
على سبيل المثال، تُستخدم سبيكة «هاستيلوي C-276» في التطبيقات التي تتسم بظروف تآكل شديدة، في حين أن الأنواع الأخرى، مثل سبيكة C-22 أو سبائك سلسلة B، مصممة لتتناسب مع بيئات كيميائية مختلفة.
وهذا لا يعني أن درجة واحدة من معدن «هاستيلوي» مناسبة لجميع العمليات الكيميائية. فكل من تركيز المواد الكيميائية، ودرجة الحرارة، والشوائب، والتهوية، وظروف التدفق، وحالة اللحام، كلها عوامل يمكن أن تؤثر على مقاومة التآكل.
5. يُستخدم النيكل في معدات النفط والغاز والبتروكيماويات
كما تُستخدم المواد المحتوية على النيكل في معدات النفط والغاز والبتروكيماويات، حيث يمكن أن يؤدي التآكل والضغط ودرجة الحرارة إلى ظروف تشغيل صعبة.
يمكن أن تشمل التطبيقات ما يلي:
- أنابيب المعالجة
- المبادلات الحرارية
- الصمامات
- المضخات
- المكونات التي تحتوي على ضغط.
- المعدات البحرية.
- معدات التكرير.
- أنظمة المعالجة الكيميائية في المراحل النهائية.
يتم اختيار سبائك النيكل المختلفة وفقًا للتركيبة المحددة من درجة الحرارة والضغط والوسائط المسببة للتآكل.
فيما يتعلق بالمشتريات، لا يكفي الاكتفاء بتحديد درجة جودة المادة وحدها. بل يجب أيضًا تحديد الشكل المطلوب للمنتج، وأبعاده، وحالة المادة، والمواصفات المطبقة، ووثائق الفحص قبل الشراء.
6. يُستخدم النيكل في المعدات البحرية والبحرية البعيدة عن الشاطئ
كما تُستخدم السبائك المحتوية على النيكل في البيئات البحرية.
تُدخل مياه البحر أيونات الكلوريد ويمكن أن تتسبب في ظروف تآكل شديدة. وترتبط بعض سبائك النيكل والنحاس بشكل خاص بالاستخدام في البيئة البحرية.
مونيل 400 هي سبيكة معروفة من النيكل والنحاس تُستخدم في التطبيقات التي تتطلب مقاومة لمياه البحر وبيئات كيميائية معينة.
توسع سبائك النيكل والنحاس عالية القوة، مثل مونيل K-500، نطاق استخدامات هذه الفئة من المواد لتشمل التطبيقات التي تُعد فيها القوة الميكانيكية متطلبًا مهمًا أيضًا.
تشمل التطبيقات المحتملة ما يلي:
- المضخات البحرية
- الصمامات
- الأعمدة
- السحابات
- التجهيزات البحرية
- المكونات البحرية.
- معدات معالجة مياه البحر.
لا يزال اختيار المواد يعتمد على ظروف التشغيل المحددة. ولا تُعد عبارة “الاستخدام البحري” مواصفة كافية بحد ذاتها.
7. يُستخدم النيكل في توليد الطاقة
يلعب النيكل دورًا مهمًا في معدات توليد الطاقة التقليدية والمتطورة.
يمكن استخدام السبائك القائمة على النيكل في المناطق المعرضة لما يلي:
- ارتفاع درجات الحرارة.
- الدورات الحرارية.
- الغازات المؤكسدة.
- السوائل المسببة للتآكل المستخدمة في العمليات.
- الحمل الميكانيكي.
- فترات الخدمة الطويلة.
وتعد التوربينات الغازية مثالاً بارزاً على ذلك. تُستخدم السبائك الفائقة القائمة على النيكل في مكونات محددة من التوربينات وأنظمة الاحتراق، وذلك لقدرتها على الحفاظ على مقاومة ميكانيكية وبيئية فعالة في درجات الحرارة المرتفعة.
كما تُستخدم السبائك المحتوية على النيكل في المبادلات الحرارية وأنظمة توليد البخار ومعدات توليد الطاقة الأخرى، حيث يجب أن تتحمل المادة المختارة ظروف التشغيل الفعلية.
8. يُستخدم النيكل في البطاريات القابلة لإعادة الشحن
كما يُعد النيكل مادة مهمة في صناعة البطاريات.
تُستخدم المواد المحتوية على النيكل في العديد من أنظمة البطاريات القابلة لإعادة الشحن. وتشمل هذه الأنظمة بطاريات النيكل والكادميوم وبطاريات هيدريد النيكل المعدني، في حين تُستخدم مواد الكاثود المحتوية على النيكل أيضًا في العديد من التركيبات الكيميائية لبطاريات أيونات الليثيوم.
يختلف دور النيكل في البطاريات عن دوره في السبائك الإنشائية.
في السبائك الفائقة القائمة على النيكل، يشكل النيكل جزءًا من بنية معدنية مصممة لتحقيق الأداء الميكانيكي والبيئي.
في البطارية، يساهم النيكل في النظام الكهروكيميائي للمواد الذي يتيح تخزين الطاقة وإطلاقها.
تُستخدم مواد البطاريات المحتوية على النيكل في تطبيقات مثل:
- الأجهزة الإلكترونية المحمولة
- الأدوات الكهربائية
- السيارات الهجينة
- السيارات الكهربائية
- أنظمة تخزين الطاقة.
- البطاريات الصناعية.
كما أن أهمية النيكل في تكنولوجيا البطاريات جعلت الطلب على البطاريات جزءًا مهمًا من سوق النيكل المعاصر.
9. يُستخدم النيكل في الطلاء الكهربائي
يمكن ترسيب النيكل على مادة أخرى عن طريق الطلاء الكهربائي.
يمكن أن يوفر الطلاء بالنيكل مزيجًا من:
- الحماية من التآكل
- صلابة السطح
- مقاومة التآكل
- المظهر الزخرفي.
- خصائص السطح الخاضعة للتحكم.
يُستخدم الطلاء بالنيكل في العديد من المنتجات الصناعية والاستهلاكية.
تؤثر كل من المادة الأساسية، وعملية الطلاء، وطبقة النيكل، والسماكة، وبيئة الاستخدام، على الأداء. ولذلك، فإن عبارة “مطلي بالنيكل” لا تشير تلقائيًا إلى عمر معين من حيث مقاومة التآكل أو أداء معين من حيث مقاومة التآكل.
بالنسبة للتطبيقات الهندسية، يجب أن تحدد مواصفات الطلاء نظام الطلاء المطلوب ومتطلبات الفحص.
10. يُستخدم النيكل في المحفزات والإنتاج الكيميائي
كما أن للنيكل ومركباته تطبيقات كيميائية مهمة.
يمكن أن يعمل النيكل كمحفز في بعض التفاعلات الكيميائية الصناعية. وتُستخدم مركبات النيكل، مثل كبريتات النيكل وكلوريد النيكل وأكسيد النيكل، في عمليات صناعية مختلفة.
وتختلف هذه التطبيقات عن استخدام النيكل المعدني والسبائك القائمة على النيكل.
ولهذا السبب، تشمل عبارة “استخدام النيكل” عدة فئات متميزة من المواد:
| شكل النيكل | الدور النموذجي |
|---|---|
| النيكل المعدني المكرر | إنتاج السبائك والتطبيقات المعدنية المتخصصة |
| السبائك المحتوية على النيكل | التطبيقات الهيكلية وتلك المتعلقة بالتآكل/درجات الحرارة العالية |
| السبائك الفائقة القائمة على النيكل | المكونات المعرضة لدرجات حرارة عالية وإجهاد شديد |
| مركبات النيكل | التطبيقات الكيميائية والكهروكيميائية |
| الطلاء بالنيكل | حماية السطح والتشطيب |
| مواد البطاريات المحتوية على النيكل | تخزين الطاقة القابلة لإعادة الشحن |
ويُعد هذا التمييز مفيدًا لأن مسار الإنتاج والمواصفات ومتطلبات المناولة والأداء في الاستخدام النهائي قد تختلف اختلافًا كبيرًا.
11. يُستخدم النيكل في صناعة العملات المعدنية والمنتجات الاستهلاكية
كما استُخدم النيكل في صناعة العملات المعدنية والمنتجات الاستهلاكية.
يمكن أن توفر السبائك المحتوية على النيكل مزيجًا مفيدًا من المتانة ومقاومة التآكل والمظهر. وتشير هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) إلى أن العملات المعدنية المتداولة في الولايات المتحدة، باستثناء البنس، تستخدم سبائكًا تحتوي على النيكل.
كما يمكن العثور على النيكل في المنتجات التي تتضمن:
- الطلاء الزخرفي
- المعدات المنزلية
- أدوات المائدة
- أواني الطهي
- المكونات الكهربائية والإلكترونية.
- السلع الاستهلاكية المعمرة.
يختلف المحتوى الفعلي للنيكل وتركيب المواد اختلافًا كبيرًا من منتج لآخر.
12. ما هي سبائك النيكل المستخدمة في التطبيقات التي تتطلب درجات حرارة عالية؟
وعندما تتطلب الظروف درجات حرارة مرتفعة، تكتسب السبائك القائمة على النيكل أهمية خاصة.
ومن الأمثلة على ذلك:
| عائلة السبيكة | التركيز النموذجي للتطبيق النموذجي |
|---|---|
| إنكونيل | مكونات مقاومة للحرارة العالية والتآكل |
| إنكولوي | معدات مقاومة للحرارة العالية والتآكل |
| نيمونيك | التطبيقات الميكانيكية في درجات الحرارة العالية |
| هاستيلوي | التآكل الشديد وبيئات محددة ذات درجات حرارة عالية |
| مونيل | البيئات البحرية والكيميائية، ولا سيما الأنظمة التي تحتوي على النيكل والنحاس |
لا ينبغي اعتبار هذه الفئات متبادلة.
على سبيل المثال، قد لا تكون السبيكة المختارة لمقاومة الأكسدة عند درجات الحرارة العالية هي الخيار الأمثل لبيئة حمضية شديدة الاختزال. وبالمقابل، قد لا توفر السبيكة المُحسَّنة لمقاومة التآكل الكيميائي الشديد الخصائص الميكانيكية المطلوبة لمكون توربين يتحمل أحمالًا عالية.
يبدأ الاختيار الصحيح ببيئة الخدمة.
13. يتوفر النيكل في أشكال عديدة من المنتجات الصناعية
يتم توريد النيكل وسبائك النيكل بأشكال منتجات مختلفة حسب الاستخدام وعملية التصنيع.
ومن بين الأشكال الشائعة ما يلي:
- قضبان دائرية
- القضبان
- الألواح
- ملاءات
- الأنابيب
- الأنابيب
- الأسلاك
- شرائح
- الملفات
- المطروقات
- السحابات
- الينابيع
يؤثر شكل المنتج على طريقة تصنيع المادة ومعالجتها واستخدامها في نهاية المطاف.
على سبيل المثال:
القضبان والأعمدة يمكن استخدامها في صناعة الأعمدة، والمثبتات، والمكونات المُشكَّلة آليًّا، والأجزاء الهيكلية.
الألواح والصفائح ويمكن تصنيعها لتصبح أوعية وأغطية ومكونات للمبادلات الحرارية ومعدات معالجة.
الأنابيب والمواسير يمكن استخدامها في أنظمة معالجة السوائل، ونقل الحرارة، وأنظمة العمليات.
الأسلاك والشرائط يمكن استخدامها في صناعة النوابض ومنتجات اللحام والمكونات الكهربائية والتطبيقات الدقيقة.
تُدرج شركة MWalloys حاليًا قضبان وأنابيب وألواح وألواح رقيقة وأسلاك من سبائك النيكل، بالإضافة إلى فئات أخرى من المنتجات، فضلاً عن مجموعات محددة من السبائك مثل Inconel وHastelloy وMonel وIncoloy.
14. كيف يختار المهندسون سبائك النيكل؟
إن معرفة أن أحد التطبيقات يستخدم النيكل لا تحدد السبيكة الصحيحة.
ينبغي أن تراعي عملية اختيار المواد العملية العوامل التالية على الأقل:
| عامل الاختيار | ما أهمية ذلك |
|---|---|
| درجة الحرارة | يحدد متطلبات القوة والأكسدة والاستقرار على المدى الطويل |
| الوسط المسبب للتآكل | يحدد آليات التآكل ذات الصلة |
| التركيز الكيميائي | قد يتغير سلوك التآكل تبعًا للتركيز |
| الضغط | تؤثر على المتطلبات الميكانيكية ومتطلبات احتواء الضغط |
| التحميل الميكانيكي | يحدد القوة المطلوبة وأداء مقاومة الإجهاد |
| نموذج المنتج | تُطبق مواصفات مختلفة على القضبان والألواح والأنابيب والأسلاك والمطروقات |
| المعالجة الحرارية | يمكن أن يؤثر تأثيرًا كبيرًا على الخصائص الميكانيكية والبنية المجهرية |
| اللحام | قد تكون قابلية اللحام والأداء بعد اللحام من العوامل المهمة |
| الأبعاد | يؤثر على مسار التصنيع والمواصفات المطبقة |
| حالة السطح | مهم لبعض تطبيقات مقاومة التآكل والتطبيقات التي تتطلب الدقة |
| الفحص | قد يتطلب إجراء اختبارات كيميائية أو ميكانيكية أو أبعادية أو اختبارات غير مدمرة |
| المعيار المطبق | يحدد المتطلبات الخاصة بمجموعة معينة من المواد/المنتجات |
ولهذا السبب، ينبغي عادةً أن تحدد طلبات عروض الأسعار الصناعية الخاصة بمنتجات سبائك النيكل أكثر من مجرد عبارة “سبائك النيكل”.”
يحدد طلب عرض الأسعار الجيد نوع السبائك، وشكل المنتج، والأبعاد، والكمية، وحالة المادة، والمواصفات المطبقة، ومتطلبات الاختبار، ومتطلبات التوثيق.
أمثلة على سبائك النيكل من شركة MWalloys
تنظم شركة MWalloys حاليًا منتجاتها من سبائك النيكل في إطار عدة مجموعات رئيسية من السبائك.
تشمل مجموعة إنكونيل درجات مثل إنكونيل 600, 625, 718, 601, 690 و X-750.
تشمل مجموعة هاستيلوي درجات مثل C-276, C-22, B-2 و B-3.
تشمل فئة «مونيل» سبائك النيكل والنحاس مثل مونيل 400 و مونيل K-500.
ينبغي استخدام هذه الصفحات كخطوة تالية عندما يكون القارئ على دراية بالتطبيق العام ويحتاج إلى معلومات خاصة بكل صف دراسي.
على سبيل المثال، قد ينتقل مهندس يبحث في سبائك النيكل المقاومة لدرجات الحرارة العالية والتآكل من هذه المقالة العامة إلى فئة «إنكونيل». وقد يحتاج القارئ الذي يتعامل بشكل أساسي مع البيئات الكيميائية القاسية إلى معلومات أكثر تفصيلاً عن درجات «هاستيلوي». وقد يحتاج مصمم المعدات البحرية إلى البحث في سبائك «مونيل».
ما هي استخدامات النيكل في الصناعة الحديثة؟
النقطة الأهم هي أن النيكل لا يُستخدم لغرض واحد فقط.
ويُستخدم ذلك لأن المواد المختلفة التي تحتوي على النيكل يمكن أن توفر مجموعات متنوعة من الخصائص.
وتشمل المجموعات الرئيسية للتطبيقات ما يلي:
- إنتاج السبائك والصلب.
- السبائك الفائقة القائمة على النيكل.
- معدات الطيران والفضاء.
- توليد الطاقة.
- المعالجة الكيميائية.
- معدات النفط والغاز والبتروكيماويات.
- المعدات البحرية والبحرية البعيدة.
- البطاريات القابلة لإعادة الشحن.
- الطلاء الكهربائي.
- المحفزات والإنتاج الكيميائي.
- العملات المعدنية.
- منتجات استهلاكية وصناعية متخصصة.
يُشير كل من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) ومعهد النيكل إلى أن إنتاج السبائك يُعد الاستخدام الرئيسي للنيكل، في حين تشمل التطبيقات الحديثة أيضًا البطاريات، والطلاء الكهربائي، والمحفزات، وغيرها من التطبيقات المتخصصة.
ما الذي يجب على المشترين تحديده عند شراء سبائك النيكل؟
فيما يتعلق بالمشتريات الصناعية، ينبغي أن يتضمن الاستفسار المفيد بشأن سبائك النيكل عادةً ما يلي:
- درجة السبائك
- رقم UNS، إن وجد
- نموذج المنتج
- الأبعاد
- الكمية
- حالة المواد
- المواصفات المعمول بها من ASTM أو ASME أو EN أو غيرها.
- متطلبات المعالجة الحرارية.
- حالة السطح
- متطلبات الخصائص الميكانيكية.
- متطلبات التحليل الكيميائي.
- متطلبات الاختبار غير المتلف، إن وجدت.
- متطلبات شهادة اختبار المواد.
- متطلبات التغليف.
- وجهة التسليم والشروط التجارية.
على سبيل المثال، يعد طلب “قضيب إنكونيل 625” نقطة انطلاق، وليس مواصفات شراء كاملة.
قد يظل على المشتري تحديد القطر والطول والكمية والحالة والمعيار والتفاوت المسموح به والاختبارات والوثائق.
تزود شركة MWalloys سبائكًا قائمة على النيكل في أشكال منتجات متنوعة، ويمكنها تقييم المتطلبات المخصصة بناءً على المواد المطلوبة والأبعاد والمواصفات ومتطلبات الإنتاج. ويجب التأكد من توفر المنتج والوثائق ذات الصلة لكل طلب.
الأسئلة الشائعة
1. ما هي الاستخدامات الرئيسية للنيكل؟
يُستخدم النيكل بشكل أساسي كعنصر مكون للسبائك في الفولاذ المقاوم للصدأ، والأنواع المختلفة من الفولاذ السبائكي، والسبائك القائمة على النيكل. وتشمل الاستخدامات المهمة الأخرى البطاريات، والطلاء الكهربائي، والمحفزات الكيميائية، والمركبات الكيميائية، وصناعة العملات المعدنية.
2. ما هي الاستخدامات الأخرى للنيكل بخلاف الفولاذ المقاوم للصدأ؟
كما يُستخدم النيكل في السبائك الفائقة القائمة على النيكل، والسبائك البحرية، ومعدات المعالجة الكيميائية، ومكونات صناعة الطيران والفضاء، ومعدات توليد الطاقة، والبطاريات القابلة لإعادة الشحن، والطلاء الكهربائي، والمحفزات الكيميائية.
3. لماذا يُستخدم النيكل في السبائك؟
يمكن أن يسهم النيكل في تعزيز مقاومة التآكل، والأداء في درجات الحرارة العالية، والليونة، والمتانة، وغيرها من الخصائص المعدنية المفيدة. ويعتمد التأثير المحدد على التركيب الكامل للسبائك وحالة المادة.
4. ما هي استخدامات النيكل في مجال الفضاء؟
تُستخدم السبائك الفائقة القائمة على النيكل في مكونات محددة لمحركات الطائرات والتوربينات الغازية التي تتعرض لدرجات حرارة عالية، وإجهاد ميكانيكي، وأكسدة، ودورات حرارية.
5. هل يُستخدم النيكل في البطاريات؟
نعم. تُستخدم المواد المحتوية على النيكل في العديد من تقنيات البطاريات القابلة لإعادة الشحن، بما في ذلك بطاريات النيكل-هيدريد المعدني والعديد من التركيبات الكيميائية لكاثودات بطاريات الليثيوم-أيون.
6. ما هي سبائك النيكل التي تُستخدم في البيئات المسببة للتآكل؟
يتم اختيار مجموعات مختلفة من سبائك النيكل لتناسب بيئات التآكل المختلفة. وتعد «هاستيلوي» و«إنكونيل» و«مونيل» و«إنكولوي» أمثلة على مجموعات السبائك القائمة على النيكل المستخدمة في تطبيقات محددة تتعلق بالتآكل، إلا أن الدرجة المناسبة تعتمد على البيئة الكيميائية وظروف التشغيل.
7. ما هي الأشكال التي تتوفر بها سبائك النيكل؟
يمكن توريد سبائك النيكل في أشكال متنوعة تشمل القضبان، والألواح، والصفائح، والأنابيب، والأسلاك، والشرائط، واللفائف، والمطروقات، ومواد التثبيت، والزنبركات، وذلك وفقًا لنوع السبيكة ومواصفات التصنيع المعمول بها.
8. كيف أختار سبيكة النيكل؟
ابدأ بدرجة حرارة التشغيل، والوسط المسبب للتآكل، والتركيز، والضغط، والحمل الميكانيكي، وشكل المنتج، والأبعاد، والمعالجة الحرارية، ومتطلبات اللحام، ومواصفات المواد المطبقة. ثم ينبغي اختيار السبيكة بناءً على ظروف التشغيل الفعلية.
الخاتمة
يُستخدم النيكل في مجموعة واسعة من الصناعات لأنه يمنح أنظمة المواد المختلفة مقاومة للتآكل، وقدرة على تحمل درجات الحرارة العالية، وقوة، وليونة، وخصائص مفيدة أخرى.
ويتمثل دوره الصناعي الأكبر في استخدامه كعنصر مكون للسبائك، لا سيما في الفولاذ المقاوم للصدأ وأنواع الفولاذ السبائكي الأخرى، وكذلك في السبائك القائمة على النيكل. كما أن للنيكل أهمية كبيرة في السبائك الفائقة المستخدمة في صناعة الطيران وتوليد الطاقة، والمعدات الكيميائية والبتروكيماوية، والتطبيقات البحرية، والبطاريات القابلة لإعادة الشحن، والطلاء الكهربائي، والمحفزات الكيميائية، وغيرها من المنتجات المتخصصة.
بالنسبة للمهندسين والمشترين الصناعيين، فإن السؤال المهم ليس مجرد “هل يُستخدم النيكل في هذا التطبيق؟” بل ما هي المادة المحتوية على النيكل التي توفر المزيج المطلوب من الخصائص في ظل ظروف التشغيل الفعلية؟
ويُعد هذا التمييز نقطة الانطلاق لاختيار سبيكة النيكل المناسبة، وشكل المنتج، ومواصفات المواد.
