آلیاژهای حاوی نیکل-آهن-کروم ( Nickel–Iron–Chromium alloy) زیرگروه نیکل و آلیاژهای پایه نیکل هستند که در دماهای بالا مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون بالایی دارند .

انواع آلیاژهای حاوی نیکل آهن کروم

• آلیاژ اینکولوی ۸۰۰ (Incoloy alloy 800) .
• آلیاژ اینکولوی ۸۰۰H (Incoloy alloy 800H) .
• آلیاژ اینکولوی ۸۲۵ (Incoloy alloy 825) .
• آلیاژ اینکولوی ۹۲۵ (Incoloy alloy 925) .
• Pyromet 860 و Refractaloy 26 (زیرگروه سوپرآلیاژها یا ابرآلیاژها ) .

ترکیب شیمیایی آلیاژهای حاوی نیکل-آهن-کروم

این گروه از فلزات و آلیاژها دارای ۳۰ تا ۴۵ درصد نیکل است . جدول ۱ ترکیب شیمیایی آلیاژهای نیکل آهن کروم را نشان می‌دهد .

جدول ۱ : ترکیب شیمیایی آلیاژهای حاوی نیکل آهن کروم .

• 

خواص مکانیکی آلیاژهای حاوی نیکل آهن کروم

در جدول ۲ خواص مکانیکی آلیاژهای نیکل آهن کروم ارائه شده است .

جدول ۲ : خواص مکانیکی آلیاژهای نیکل-آهن-کروم .

• 

خواص آلیاژهای نیکل آهن کروم

خواص آلیاژ اینکولوی ۸۰۰ (Incoloy alloy 800)

• کروم موجود در آلیاژ منجر به ایجاد مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون و خوردگی در دماهای بالا می‌شود .
• نیکل موجود در این گرید از آلیاژهای دارای نیکل-آهن-کروم منجر به پایداری ساختار آستنیت می‌شود ؛ بهمین دلیل این آلیاژ در دماهای بالا نیز انعطاف پذیری خود را حفظ می‌کند .
• علاوه بر این ، نیکل موجود در آلیاژ منجر به افزایش مقاومت به پوسته پوسته شدن (Scaling) ، خوردگی عمومی و ترک ناشی از خوردگی تنشی یا SCC می‌شود .

شکل ۱ تغییرات خواص مکانیکی این آلیاژ را بر حسب تغییرات دما نشان می‌دهد .

• 

شکل ۱ : بررسی تغییرات خواص کششی بر حسب دما در آلیاژ اینکولوی ۸۰۰ .

خواص آلیاژ اینکولوی ۸۰۰H (Incoloy alloy 800H)

• نسبت به آلیاژ اینکولوی ۸۰۰ استحکام خزشی و پارگی بالاتری دارد .
• نسبت به آلیاژ اینکولوی ۸۰۰ محتوای کربن بالاتری دارد .
• این گرید از آلیاژهای نیکل-آهن-کروم هنگامی که تحت عملیات حرارتی آنیل قرار می‌گیرند ، اندازه دانه بزرگتری نسبت به آلیاژ اینکولوی ۸۰۰ دارند .

شکل ۲ تغییرات خواص کششی این آلیاژ را برحسب تغییرات دما نشان می‌دهد .

• 

شکل ۲ : بررسی تغییرات خواص کششی بر حسب دما در آلیاژ اینکولوی ۸۰۰HT .

خواص آلیاژ اینکولوی ۸۲۵ (Incoloy alloy 825)

• مقاوم در برابر ترک ناشی از خوردگی تنشی یون کلرید (بدلیل محتوای نیکل مناسب) .
• وجود عناصر مولیبدن و مس در این آلیاژ منجر به مقاومت بالای این آلیاژ در برابر محیط های احیاکننده می‌شود .
• کروم موجود در این آلیاژ ، آن را در برابر مواد شیمیایی اکسید کننده مقاوم می‌سازد .
• در صورتی که این گرید از آلیاژهای نیکل-آهن-کروم در محدوده دمای حساسیت بحرانی (Critical sensitization temperature range) حرارت داده شود ، در برابر خوردگی حفره ای و حملات مرزدانه ای مقاوم خواهد بود .
• این آلیاژ مقاومت بالایی در برابر خوردگی ناشی از محلول های اسید سولفوریک ، اسید فسفریک و آب دریا دارد .

خواص آلیاژ اینکولوی ۹۲۵ (Incoloy alloy 925)

• قابلیت جوشکاری دارد .
• قابلیت پیرسختی دارد .
• مقاوم در برابر خوردگی و خوردگی تنشی (مشابه آلیاژ اینکولوی ۸۲۵) .

خواص Pyromet 860 و Refractaloy 26 زیرگروه آلیاژهای حاوی نیکل-آهن-کروم

• این آلیاژها قابلیت پرسخت شدن در دماهای بالا را دارند .
• محتوای نیکل این آلیاژها کمتر از آلیاژ اینکونل X-750 (زیر گروه آلیاژهای حاوی نیکل-کروم-آهن ) است ؛ اما حاوی افزودنی های مولیبدن و کبالت هستند .
• این آلیاژها در گروه سوپرآلیاژهای پایه نیکل قرار می‌گیرند .

کاربرد آلیاژهای نیکل-آهن-کروم

• در محیط های دما بالا که نیازمند مواد مقاوم به خوردگی و اکسیداسیون هستند ، کاربرد دارد .

کاربرد آلیاژ اینکولوی ۸۰۰ (Incoloy alloy 800) زیرگروه آلیاژهای حاوی نیکل-آهن-کروم

• ساخت تجهیزاتی که به مقاومت به خوردگی ، استحکام ، مقاومت به اکسیداسیون و کربوراسیون (Carburization) بالایی نیاز دارند .
• ساخت مبدل های حرارتی در صنایع شیمیایی ، پتروشیمی و صنایع هسته ای (مخصوصا مواردی که به مقاومت در برابر SCC نیاز است) .
• پوشش‌ یا غلاف عناصر گرمایش الکتریکی .

کاربرد آلیاژ اینکولوی ۸۰۰H (Incoloy alloy 800H)

• مناسب برای مواردی که به مدت طولانی در معرض دمای بالا و اتمسفر خورنده قرار می‌گیرند .
• این گرید از آلیاژهای حاوی نیکل-آهن-کروم در صنایع شیمیایی و پتروشیمیایی (لوله کاتالیست ، لوله انتقال حرارت ، منیفولدهای خروجی ، لوله های سیستم کوئنچ ، لوله های انتقال ، تولید اتیلن ، تولید مونومر وینیل کلراید و غیره) کاربرد دارند .
• گرمایش صنعتی (کوره های عملیات حرارتی ، کوره های تابشی ، صداخفه کن و غیره) .
• تولید برق در راکتورهای هسته ای .

کاربرد آلیاژ اینکولوی ۸۲۵ (Nickel iron chromium alloy 825)

• محیط های خورنده و تهاجمی .
• تبخیر کننده های اسید فسفریک .
• هیترها و تجهیزات مخازن اسیدشویی یکی دیگر از کاربردهای این گرید از آلیاژهای دارای نیکل-آهن-کروم است .
• تجهیزات فرآیندهای شیمیایی .
• صنایع هسته ای .
• صنایع نفت و پتروشیمی .
• و غیره .

کاربرد آلیاژ اینکولوی ۹۲۵ (Incoloy alloy 925)

• چاه های خورنده حاوی H_۲S ، CO_۲ و آب شور در فشارهای بالا .
• بدنه سوپاپ ها ، خطوط جریان ، پوشش ها ، ابزارها و تجهیزات و غیره .

کاربرد دو آلیاژ Pyromet 860 و Refractaloy ۲۶

• اجزای مهم توربین های گازی ، پیچ و مهره ها و اجزای ساخت و ساز .

آلیاژهای حاوی نیکل-آهن-کروم (Nickel iron chromium alloys) که معروفترین آنها آلیاژ اینکولوی است ، بدلیل خواص خاصی که دارند در کاربردهای دما بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند . از کاربردهای مهم این آلیاژها می‌توان به توربین های گازی ، صنایع هسته ای ، صنایع شیمیایی ، صنایع پتروشیمی و غیره اشاره کرد .

منابع

۱. Handbook of Materials Selection, Edited by MYER KUTZ

۲.https://www.australwright.com.au/technical-data/alloys/high-performance-alloys/nickel-alloys-incoloy-alloy-800-n08800/