خصوصیات

• مقاومت به اکسیداسیون و خوردگی عالی در دماهای بالا؛ لذا برای کار در محیط‌های تحت فشار و انرژی جنبشی بالا، بسیار مناسب می‌باشند .
• مقاومت خوردگی خوب در محیط‌های اسیدی مثل اسیدهای سولفوریک و فسفریک
• خصوصیات مکانیکی عالی در محیط‌های کاری گرم و سرد مثل تنش تسلیم بالا (حتی در دماهای نزدیک به ۷۵۰ درجه سانتیگراد)، استحکام کششی بالا، مقاومت به خستگی و مقاومت مناسب به خزش

استحکام دما بالای اینکونل بسته به نوع آن، مربوط به استحکام دهی محلول جامد یا استحکام دهی رسوبی است. در انواع پیرسختی یا استحکام دهی رسوبی، مقادیر کمی از نیوبیوم با نیکل ترکیب شده و ترکیب بین فلزی گاما پرایم (Ni₃Nb) را تشکیل می‌دهند. گاما پرایم کریستال‌های مکعبی کوچکی را تشکیل می‌دهد که لغزش و خزش مؤثر در دماهای بالا را مهار می‌کنند. تشکیل این کریستال‌ها با زمان افزایش می‌یابد .

ماشین‌کاری اینکونل

خصوصیات مکانیکی بی نظیر اینکونل‌ها باعث مشکلات ماشین کاری آن‌ها برای ساخت قطعات مورد استفاده در صنایع می‌شود و این فلزات را همانند بیشتر سوپرآلیاژها در رده مواد با خواص ماشین‌کاری ضعیف قرار می‌دهد . سختی و استحکام بالا در حین ماشین‌کاری و در دماهای بالا در منطقه برش موجب تغییر شکل پلاستیکی لبه برشی ابزار می‌گردد. بعلاوه این آلیاژها با پایه نیکل دارای ناخالصی‌های بسیار ساینده مانند ذرات کاربایدی (که موجب بالا رفتن مقاومت در برابر خزش می‌شود) هستند و در ضمن میل به کار سخت شدن در حین ماشین کاری دارند که موجب سایش ابزار می‌شوند؛ لذا ماشین‌کاری این آلیاژها به روش‌های سنتی بسیار مشکل است و رسیدن به یک کیفیت سطح مناسب در مواردی تقریباً غیرممکن می‌باشد. در این موارد می‌توان از روش‌های غیرسنتی مانند ماشین کاری تخلیه الکتریکی  (EDM) و ماشین کاری الکتروشیمیایی (ECM) استفاده نمود .

جوشکاری اینکونل

فرایند جوشکاری اغلب انواع آلیاژهای اینکونل به دلیل ایجاد ترک و جدایش ریزساختاری عناصر آلیاژی در منطقه متأثر از دما (HAZ) مشکل است. برای غلبه بر این مشکل چند آلیاژ خاص مثل اینکونل ۶۲۵ و اینکونل ۷۱۸ طراحی و توسعه یافته‌است. رایج‌ترین متدهای جوشکاری اینکونل‌ها، جوشکاری قوس تنگستن و جوشکاری اشعه الکترونی می‌باشد. اواخر ابداعات جدید در جوشکاری میکرولیزر پالسی نیز مورد توجه قرار گرفته‌است .

کاربردها

• صنایع خودروسازی، صنایع اسلحه سازی، صنایع هوایی و هوافضا
• رایج در ساخت تیغه‌های توربین‌های گازی
• محفظه احتراق در موشک جت یا توربین
• سکوهای نفتی دریایی
• شیرآلات و اتصالات با فشار بالای تانکرها
• صنایع و فرایندهای شیمیایی و پتروشیمی
• توربو شارژرها
• قطعات تجهیزات هسته‌ای مثل رآکتورهای هسته‌ای
• تجهیزات کنترل آلودگی
• تجهیزات صنایع غذایی
• تجهیزات نظامی و پیشرفته صنایع دفاعی

الیاژهای اینکونل

• Inconel 600:   استحکام دهی محلول جامد
•  Inconel 625: مقاوم به اسید، قابلیت جوشکاری خوب
•  Inconel 690: دارای مقادیر کم کبالت و برای کاربردهای هسته‌ای و مقاومت ویژه کم
• Inconel 718:   دارای استحکام دهی توسط فاز گاما دبل پرایم، نیز دارای قابلیت جوشکاری خوب
• Inconel 751:   برای بهبود استحکام شکست در دمای ۱۶۰۰ فارنهایت مقدار عنصر آلومینیوم افزایش یافته‌است .
•  Inconel 792: برای بهبود خواص خوردگی دما بالا مقدار عنصر آلومینیوم افزایش یافته‌است. مورد استفاده در ساخت توربین‌های گازی می‌باشد .
•  Inconel 939: دارای استحکام دهی توسط فاز گاما پرایم بوده و قابلیت جوشکاری خوبی دارد .

معرفی آلیاژ اینکونل ۷۳۸

سوپرآلیاژ اینکونل ۷۳۸ (Inconel-738: IN-738) یک سوپرآلیاژ ریختگی پایه نیکل غیر مغناطیسی است که شامل ۶۰ درصد نیکل، ۱۶ درصد کروم، ۵/۸ درصد کبالت و نیز مقدار بسیار کمی از سایر فلزات مثل آلومینیم، تیتانیم و تنگستن می‌باشد. این سوپرآلیاژ در سال ۱۹۶۷ میلادی در آزمایشگاه تحقیقاتی پائول دی مریکا (PDMRL) تولید گردید. هدف از توسعه این سوپر آلیاژ، تولید یک آلیاژ ریختگی با ساختار پایدار و در بردارنده استحکام سوپرآلیاژ اینکونل ۷۱۳ به همراه مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون آلیاژ udimet-500 بود. این سوپرآلیاژ را بر حسب میزان کربن موجود در آن می‌توان به دو دسته کم کربن (IN-738LC) با مقدار کربن ۹/۰ الی ۱۸/۰ درصد و پرکربن (IN-738C) با میزان کربن ۱۵/۰ الی ۲۰/۰ درصد تقسیم‌بندی نمود. مقاومت مطلوب در برابر اکسیداسیون و خوردگی و خواص مکانیکی دما بالای عالی آلیاژ اینکونل ۷۳۸ کم‌کربن، موجب استفاده گسترده از آن در صنایع مختلف شده‌است. بیشترین کاربرد آن در صنایع مرتبط با توربین‌های گازی از قبیل صنایع تولید انرژی، پتروشیمی، هواپیمایی و غیره می‌باشد. از جمله کاربردهای IN-738LC می‌توان به قطعات حساس تورین‌های گازی و هوایی از قبیل پره‌های ثابت و متحرک، دیسک‌ها، چرخهای یکپارچه، محفظه‌های احتراق و غیره اشاره نمود.

اینکونل 625

اینکونل 625 علاوه بر این که یک آلیاژ مقاوم به خوردگی در برابر طیف گسترده ای از مواد خورنده است، از مقاومت مکانیکی بالایی نیز برخوردار می باشد   ( مقاومت تسلیم 580 مگاپاسکال معادل مقاومت مکانیکی فولاد MO40 سخت کاری شده ). به دلیل درصد بالای نیکل در ترکیب اینکونل 625، این آلیاژ در مقابل یکی از رایج ترین انواع خوردگی در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی یعنی خوردگی تنشی کلرایدی (chloride stress corrosion cracking Cl-SCC) مقاوم است. هم چنین اینکونل 625 در مقابل خوردگی حفره ای (pitting)   و خوردگی شیاری (crevice corrosion)   مقاومت بسیار خوبی از خود نشان می دهد .
از دیگر مزایای اینکونل 625، قابلیت جوش منحصر به فرد آن است. به دلیل پایداری ساختار بلورین اینکونل 625 در دمای بالا و حفظ دانه بندی پس از ذوب مجدد، این آلیاژ گزینه مناسبی برای کاربردهایی است که در آن نیاز به لایه نشانی با جوش (Weld Overlay) وجود دارد. این امتیاز سبب می گردد تا قطعات ساخته شده از این آلیاژ قابلیت تعمیر پذیری مناسبی داشته باشند .
اینکونل 625 پرکاربردترین آلیاژ پایه نیکل در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی است و در کشور ما صنعتگران فعال در این حوزه علاقه ی زیادی به استفاده از این آلیاژ دارند. تقاضای بالا در کشور موجب شده تا اینکونل 625 در بازار داخل به راحتی در دسترس باشد .

جوشکاری

جوشکاری آلیاژ اینکونل 625 با فرآیندهای TIG ,SMAW و GMAW انجام می شود . در جوشکاری اینکونل 625 به آلیاژ هم جنس و سایر آلیاژها با جنس متفاوت، فیلر اینکونل 625 یا الکترود 112 (با ترکیب نیکل-کروم- مولیبدن) مورد استفاده قرار می گیرد. در این حالت، فلز جوش رسوب داده شده ضمن استحکام بالا (استحکامی مشابه فلز پایه)، دارای مقاومت زیادی در برابر خوردگی و اکسیداسیون در محدوده دمایی کرایوژنیک تا دمای 982 درجه سانتیگراد می باشد . در فرآیندهای جوشکاری TIG و SMAW   از فیلر اینکونل 625 (پارامترهای جوشکاری مشابه جوشکاری سایر فیلرهای نیکل-کروم ) و در فرآیند GMAW از الکترود 112 استفاده می شود. سرباره حاصل از ذوب الکترود 112 دارای سختی بالایی است که براثر ضربه به راحتی جدا می شود . پس از جوشکاری این آلیاژ، جهت حفظ استحکام و داکتیلیتی نیازی به فرآیند پس گرم نیست .

اینکونل 718 :

از جمله سوپر آلیاژهای پایه نیکل است. دارا بودن استحکام مناسب تا دمای 760 درجه سانتی گراد از مهمترین ویژگی های اینکونل 718 است. علاوه بر دارا بودن خواص عمومی سوپرآلیاژها، اینکونل 718 دارای استحکام و مقاومت به ضربه بالایی می باشد. بدلیل مقاومت به خوردگی، اکسیداسیون و خزش، اینکونل 718 در ساخت قطعات موتور جت، پره توربین، تجهیزات حرارتی نیروگاه ها و صنایع پتروشیمی کاربرد دارد