دسته بندی و استانداردهای آلیاژهای پایه نیکل

نیکل و آلیاژهای آن از جمله موادی هستند که خواص حرارتی و خوردگی آن‌ها سبب کاربرد گستردشان در صنایع مخلتف شده‌است. استانداردهای آلیاژهای پایه نیکل نیز برای هماهنگ‌سازی خواص و ویژگی‌های آن‌ها تبیین شده‌اند. در مقاله قبل راجع به نیکل و آلیاژهای آن صحبت شد. در این مقاله قصد داریم تا استانداردهای آلیاژهای پایه نیکل را معرفی کنیم. علاوه بر این به صورت مختصر دسته بندی این آلیاژها را نیز بررسی کنیم.

استانداردهای آلیاژهای پایه نیکل

کشورهای اروپایی و آمریکایی در خصوص انواع آلیاژهای پایه نیکل استانداردهایی را تدوین کرده‌اند. اما مرجع اصلی و رایج استانداردهای آلیاژ نیکل استانداردهای آمریکایی هستند. استانداردهای آمریکایی طیف گسترده‌تری از محصولات آلیاژهای پایه نیکل را در بر می‌گیرند. در این بخش برخی از استانداردهای آمریکایی و اروپایی مواد اولیه با آلیاژهای نیکل را نام می‌بریم:

• ASTM B160: استاندارد برای میله و ورق نیکل
• ASTM B162: استاندارد پلیت، ورق و تسمه نیکل
• ASTM B127: استاندارد پلیت، ورق و تسمه آلیاژ نیکل مس
• ASTM B163(ASME SB163): استاندارد لوله‌های بدون درز نیکل و آلیاژهای آن برای تیوب‌های مورد مصرف در مبدل حرارتی
• ASTM B164: استاندارد آلیاژهای پایه نیکل-مس برای میلگرد، سیم و مفتول
• ASTM B165 (ASME SB165): استاندارد آلیاژهای پایه نیکل-مس برای لوله‌های بدون درز
• ASTM B166: استاندارد آلیاژهای نیکل-کروم- آلومینیم، نیکل-کروم-آهن، نیکل-کروم-کبالت-مولیبدن، نیکل-آهن-کروم-تنگستن و نیکل-کروم-مولیبدن- مس برای سیم و مفتول
• ASTM B167 (ASME SB167): استاندارد آلیاژهای نیکل-کروم-آلومینیوم (UNS N06699)، آلیاژهای نیکل-کروم-آهن (UNS N06600، N06601، N06603، N06690، N066025، N066025، N066025، N06603 N06696)،  آلیاژ نیکل-کروم-کبالت-مولیبدن (UNS N06617)، آلیاژ نیکل-آهن-کروم- تنگستن (UNS N06674) و نیکل-کروم-مولیبدن-آلیاژ مس (UNS N06235) برای پایپ و تیوب بدون درز
• ASTM B168: استاندارد آلیاژهای نیکل-کروم-آلومینیوم (UNS N06699)، آلیاژهای نیکل-کروم-آهن (UNS N06600، N06601، N06603، N06690، N06693، N06025، N06045, N06045، N06045 و N06069) آلیاژ نیکل-کروم-کبالت-مولیبدن (UNS N06617)، نیکل-آهن-کروم
• ASTM B333: استاندارد پلیت، ورق و تسمه آلیاژ نیکل-مولیبدن
• ASTM B408: استاندارد آلیاژ نیکل-آهن-کروم
• ASTM B407 (ASME SB407): استاندارد تیوب و پایپ بدون درز نیکل-آهن-کروم
• ASTM B409: استاندارد پلیت، ورق و تسمه نیکل، آهن و آلیاژ کروم
• ASTM B423 (ASME SB423): مشخصات استاندارد برای نیکل، آهن، کروم، مولیبدن، آلیاژ مس (UNS N08825، N08221 و N06845) لوله درزدار و لوله بدون درز
• ASTM B424: استاندارد پلیت، ورق و تسمه نیکل، آهن، کروم، مولیبدن، آلیاژ مس
• ASTM B443: استاندارد پلیت، ورق و تسمه آلیاژ نیکل-کروم-مولیبدن-کلمبیوم و نیکل-کروم-مولیبدن-سیلیکون
• ASTM B444 (ASME SB444): استاندارد پایپ و تیوب نیکل-کروم-مولیبدن-کلمبیوم (UNS N06625 و UNS N06852) و آلیاژ نیکل-کروم-مولیبدن-سیلیکون (UNS N06219)
• ASTM B446: استاندارد آلیاژ نیکل-کروم-مولیبدن-کلمبیوم (UNS N06625)، آلیاژ نیکل-کروم-مولیبدن-سیلیکون (UNS N06219) و آلیاژ نیکل-کروم-مولیبدن-تنگستن (UNS N066)
• ASTM B564:  استاندارد فورج آلیاژهای پایه نیکل
• ASTM B575: استاندارد آلیاژهای پایه نیکل-کروم-مولیبدن کم کربن، نیکل-کروم-مولیبدن-مس کم کربن، نیکل-کروم-مولیبدن-تانتالیم کم کربن، نیکل-کروم -مولیبدن-تنگستن کم کربن و نیکل-کروم-مولیبدن کم کربن
• ASTM B622 (ASME SB622): استاندارد تیوپ و پایپ نیکل بدون درز و آلیاژ نیکل-کبالت
• ASTM B637: استاندارد آلیاژهای رسوب سخت شونده و شمش آلیاژ نیکل کارسرد، فورج برای شرایط کاری با دمای متوسط ​​یا بالا
• ASTM B668 (ASME SB668): استاندارد پایپ و تیوب بدون درز UNS N08028 و N08029
• ASTM B690 (ASME SB690): استاندارد پایپ و تیوب بدون درز آهن، نیکل، کروم و آلیاژ مولیبدن (UNS N08367)
• ASTM B670: استاندارد آلیاژهای پایه نیکل رسوب سخت شونده (UNS N07718) پلیت، ورق و تسمه برای محیط‌های دمای بالا
• ASTM B729 (ASME SB729): استاندارد پایپ و تیوب بدون درز نیکل، آهن، کروم، مولیبدن، مس نیکل
• ASTM B865: استاندارد آلیاژهای رسوب سخت شونده نیکل-مس- آلومینیوم فورج
• Din 17740: استاندارد آلیاژهای نیکل
• Din 17750: استاندارد تسمه و ورق نیکل و آلیاژهای نیکل
• Din 17743: استاندارد آلیاژهای کارشده نیکل-مس
• Din 17752: استاندارد میلگرد و مفتول آلیاژهای نیکل و روش تست آن‌ها
• Din 17744: استاندارد ترکیب شیمیایی آلیاژهای نیکل-مولیبدن-کروم
• Din 17742: استاندارد ترکیب شیمیایی آلیاژهای نیکل-کروم
• Din 17644: استاندارد آلیاژهای نیکل-مس مورد استفاده در صنایع الکترونیک

دسته بندی آلیاژهای پایه نیکل

آلیاژهای پایه نیکل بر اساس کاربردهایشان نیز دسته‌بندی می‌شوند. گروه‌های مختلف این دسته بندی به صورت زیر تعریف می‌شوند:

سوپرآلیاژها (Nickel base Super Alloys )

عناصر اصلی سوپرآلیاژهای پایه نیکل، کروم، مولیبدن، تنگستن، کبالت، آلومینیم، تیتانیوم، بور و زیرکونیم هستند. کروم نقش موثری در بهبود مقاومت به خوردگی در این آلیاژها دارد. سایر عناصر آلیاژی اغلب برای بهبود خواص مکانیکی و حرارتی به ترکیب شیمیایی افزوده می‌شوند. سوپرآلیاژها پایه نیکل دارای مقاومت بسیار خوبی در برابر حرارت هستند و در کاربری‌های دما بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. دمای کاری این آلیاژها اغلب بین 650 تا 1000 درجه سانتی‌‌گراد است. از این آلیاژها برای ساخت قطعاتی که تحت تنش و حرارت هستند استفاده می‌شود. استفاده در پره‌های توربین، موتورهای جت، تجهیزات راکتورهای هسته‌ای و تجهیزات مبدل‌های انرژی از جمله کاربردهای سوپرآلیاژهای پایه نیکل هستند. آلیاژهایی مانند اینکونل 625، Nimonic 80A و in-713LC را می‌توان به عنوان چند نمونه از این دسته معرفی کرد.

آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی یا CRA (Corrosion Resistant Alloy)

در این دسته آلیاژها عناصر کروم، مولیبدن و مس را می‌توان به عنوان عناصر آلیاژی مهم معرفی کرد. این آلیاژها می‌توانند در محیط‌های مختلف خورنده به خوبی مقاومت خود را حفظ کنند. اولین آلیاژ این دسته آلیاژ مونل بود که ترکیبی از مس و نیکل است. UNS N08535، UNS N08028 و UNS N09366 را می‌توان از دسته این آلیاژها معرفی کرد.

آلیاژهای مقاوم در برابر سایش (Wear Resistant Alloys)

یکی دیگر از کاربردی‌ترین انواع آلیاژهای پایه نیکل، آلیاژهای مقاوم در برابر سایش هستند که کروم، مولیبدن و تنگستن عناصر آلیاژی اصلی آن‌ها به حساب می‌آیند. علاوه بر مقاومت در برابر سایش، این آلیاژها دارای مقاومت به انواع خوردگی، مقاومت به اکسیداسیون و قابلیت جوش‌پذیری خوبی هستند که این ویژگی‌ها سبب کاربرد گسترده آن‌ها در صنایع مختلف می‌شود. Ni-27Cr یکی از شناخته‌شده‌ترین آلیاژهای نیکل مقاوم در برابر سایش است.

آلیاژهای دقیق (Precision Alloy)

آلیاژ Permalloy را می‌توان به عنوان آلیاژی از این دسته دانست که شامل 80% وزنی نیکل و 20% وزنی آهن است. این ماده در صنعت الکترونیک کاربردی هستند. علت آن نیز خواص مغناطیسی خوب آن‌ها است. عناصر آلیاژی اصلی این دسته، کروم، آلومینیم و مس است. این آلیاژ دارای مقاومت الکتریکی بالایی است ولی ضریب حرارتی کمی دارد. این آلیاژ در ساخت مقاوت‌ها کاربرد دارد.

آلیاژهای حافظه دار (Shape Memory Allos)

دسته‌ای دیگر از آلیاژهای پایه نیکل، آلیاژهای حافظه دار هستند که کاربرد بسیار زیادی در صنایع پزشکی دارند. ویژگی اصلی این آلیاژها این است که اگر شکل آن‌ها را تغییر دهید، با اعمال دما می‌توانند دوباره شکل اولیه خود را پیدا کنند. این دما با توجه به ترکیب شیمیایی می‌تواند بین 30 تا 100 درجه سانتی‌گراد باشد. تیتانیوم عنصر اصلی آلیاژی است که در کنار نیکل این ویژگی را به وجود می‌آورد. کاربردهای این آلیاژها در ساخت استنت‌های قلب، سیم ارتودنسی، اتصال دهنده‌ها در صنایع هوافضا و … مشاهده می‌شود.

سخن آخر

آلیاژهای پایه نیکل با توجه به ویژگی‌ها و خواص منحصر به فردی که دارند به عنوان گزینه‌‌هایی بسیار کاربردی در صنعت به شمار می‌روند. از صنایع پزشکی گرفته تا صنایع هوافضا می‌توان شاهد کاربردهای این آلیاژها بود. استانداردهای آلیاژهای پایه نیکل نیز سبب دقیق‌تر شدن محصولات تولیدی شده‌اند و مواد اولیه صنعتی مختلف مانند ورق، لوله، تیوب، میلگرد، مفتول و سایر مقاطع را پوشش می‌دهند.