سوپرآلیاژ پایه آهن A-286

سوپرآلیاژ پایه آهن A-286 یکی از پرکاربردترین سوپر آلیاژهای پایه آهن می‌باشد. در مواردی که به استحکام بالا و مقاومت به خوردگی تا دمای ۷۰۴ درجهٔ سانتی گراد نیاز است است مورد استفاده قرار می‌گیرد. هم چنین از این آلیاژ می‌توان در دماهای بالاتر و تنش کمتر استفاده کرد.

سوپرآلیاژ پایه آهن A-286 یک فولاد آستنیتی می‌باشد و می‌تواند به روش پیر سختی به استحکام‌های بسیار بالا برسد. هم چنین این آلیاژ را می‌توان در دماهای پایین‌تر در محدودهٔ بالاتر از دمای اتاق تا دمای -۱۹۶ درجهٔ سانتی گراد به عنوان مادهٔ شکل‌پذیر و مستحکم غیر مغناطیسی به کار برد. این آلیاز می‌تواند در انحلال‌های آبی با خوردگی متوسط مورد استفاده قرار گیرد. برای تصفیهٔ این آلیاژ ازیکی از دو روش ESR یا VAR استفاده می‌کنند. این آلیاژ به صورت ورقه و نوارهای باریک و پلیت در دسترس می‌باشد.

مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون در سوپرآلیاژ پایه آهن A-286

عناصر آلیاژی به کار رفته در در این آلیاژ در کروم نیکل و مولیبدن مشابه با برخی از فولادهای ضدزنگ آستنیتی می‌باشد. مقاومت به خوردگی این آلیاژ در دماهای بالا به خوبی مقاومت به خوردگی آن در دماهای پایین می‌باشد. مقاومت به اکسیداسیون در این آلیاژ در صورتی که به صورت پیوسته عملیاتی باشد تا دمای ۸۱۶ درجهٔ سانتی گراد و در صورتی که متناوباً کارکند تا دمای ۹۸۲ درجهٔ سانتی گراد در مقدار بالایی قرار دارد.

سوپر آلیاژ پایه آهن (Discaloy (UNS S66220

از این آلیاژ معمولاً در قسمت‌های داغ توربین‌های گاز استفاده می‌شود. این آلیاژ قابل پیر سختی می‌باشد. هم چنین قابلیت فورج بسیار خوبی دارد. داری عناصر کروم و نیکل به عنوان عناصر آلیاژی اصلی می‌باشد مطالب پایین اطلاعات بیشتری دربارهٔ ویژگی‌های این سوپر آلیاژ می‌دهد.

معادل Discaloy در استانداردها

این آلیاژ معادل (AMS 5733 ,ASTM A453(662),ASTM A638(662 می‌باشد.

ماشین کاری Discaloy

این آلیاژ به شیوهٔ معمول مانند سایر آلیاژهای آهنی ماشین کاری می‌شود. این آلیاژ خواص ماشین کاری ای مانند فولاد ضدزنگ آستنیتی دارد. برای این آلیاژ از مایع خنک کنندهٔ پایهٔ آب در ماشین کاری استفاده می‌شود.

شکل دهی Discaloy

برای شکل دهی این آلیاژ از شیوه‌های معمول شکل دهی استفاده می‌شود.

جوشکاری Discaloy

با استفاده از روش‌های قوس تنگستن گازی، قوس فلزی محافظت شده و جوشکاری قوس فلزی استفاده می‌شود. برای این آلیاژ جوشکاری قوس در زیر آب توصیه نمی‌شود. پس از جوشکاری سرباره باید از روی سطح جوشکاری با استفاده از برس سیمی پاک شود.

عملیات حرارتی Discaloy

این آلیاژ امکان کار سرد و آنیل کردن را دارد.

کار سرد

این آلیاز با استفاده از ابزار استاندارد قابل کار سرد می‌باشد. استفاده از مواد نرم قالب مانند آلیاژهای روی و برنز می‌تواند باعث بهبود خروجی کار سرد و کاهش چسبندگی قطعات در اثر سایش شود.

آنیل

این آلیاژ در دمای ۱۰۱۰ درجهٔ سانتی گراد به مدت دوساعت آنیل می‌شود و سپس در روغن کوئنچ می‌شود.

پیرسختی Discaloy

پیر سختی این آلیاژ به این صورت است که ابتدا در دمای ۱۰۱۰ درجهٔ سانتی گراد به مدت دو ساعت آنیل می‌شود سپس در روغن خنک می‌شود و سپس به مدت ۲۰ ساعت در دمای ۷۳۳ درجهٔ سانتی گراد می‌ماند و در هوا خنک می‌شود و در نهایت در دمای ۶۴۹ درجهٔ سانتی گراد به مدت ۲۰ ساعت می‌ماند و در هوا خنک می‌شود.

ریزساختار ابرسوپرآلیاژ پایه آهن A-286

در فاز Ni_۳Al خالص، اتم‌های آلومینیم در وجوه عمودی کریستال مکعبی قرار دارند و زیر-بعدA را تشکیل می‌دهند. اتم‌های نیکل هم در مراکز وجوه قرار گرفته و زیر-بعدB را تشکیل می‌دهند. زیر بعد A و B از فاز ‘γ می‌توانند مقادیر قابل ملاحظه ای از سایر عناصر را در خود حل کنند. عناصر آلیاژی می‌توانند به همین شکل در فاز γ حل شوند. فاز ‘γ طی یک سازوکار(mechanism) غیرمعمول و غیرعادی به نام تسلیم(Yield strength anomaly) سختی را تعیین می‌کند. نابجایی‌ها از مکان خود جدا شده و با ایجاد فواصل زیاد در ساختار، باعث ایجاد ناکاملی بلوری(Crystallographic defect) می‌شوند؛ بنابراین استنباط می‌شود که در دمای بالا، انرژی آزاد شده از پیوندهای بین فازی(APB) به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش می‌یابد اگر این پیوند بر یک صفحه خاص تکیه داشته باشد که اجازه لغزش را دارا نباشد.

به محض حرکت نابجایی‌ها، پیوندهای بین فازی بر صفحات کم انرژی تکیه داده و به دلیل اینکه این صفحات اجازه حرکت ندارند، نابجایی‌ها به شکل مؤثری قفل شده و اجازه تغییرشکل را نمی‌دهند. به وسیلهٔ این سازوکار، تنش تسلیم فاز ‘γ در Ni_۳Al تا دمای ۱۰۰۰درجه سانتیگراد افزایش یافته و موجب استحکام فوق‌العاده ابرآلیاژ در دماهای بالا می‌شود. نخستین ابرآلیاژها در دهه‌های ۱۹۴۰ و ۱۹۵۰ میلادی ابداع و استفاده شدند که در آن‌ها کاربیدها در مرزهای دانه نقش اصلی استحکام بخشی را بر عهده داشتند.ابرآلیاژهای جدید در دهه ۱۹۸۰ میلادی تولید شدند. نسل اول این ابرآلیاژها دارای مقادیر اضافه شده آلومینیم، تیتانیوم، تاتنال و نیوبیم بود که منجر به افزایش کسر حجمی فاز ‘γ تا بین ۵۰ و ۷۰درصد در این آلیاژها می‌شد. چند مثال از این ابر آلیاژها PWA1480 و René N4 و SRR99 هستند.

نسل دوم و سوم

نسل دوم و سوم این ابرآلیاژها شامل ۳ تا ۶ درصد وزنی رنیوم بودند که منجر به افزایش ظرفیت گرمایی می‌شد. علاوه بر این رنیوم باعث کاهش نرخ نفوذ (و به طبع آن خزش در دمای بالا) و بهبود عملکرد در دمای بالا می‌شود. همچنین رنیوم موجب تقویت فازهای TCP شده که منجر به کاهش مقادیر کبالت، تنگستن، مولیبدن و به ویژه کروم می‌شود. به همین دلیل در نسل‌های جدیدتر ابرآلیاژهای پایه نیکل مقدار کروم کاهش قابل ملاحظه ای داشته که خود باعث کاهش مقاومت در برابر اکسایش شده‌است.

در حال حاضر شگردهای پیشرفته لایه گذاری(coating) موجب کاهش از دست رفتن مقاومت در برابر اکسایش در آلیاژهای فاقد کروم شده‌است.مثال‌هایی از ابرآلیاژهای نسل دوم PWA1484 و PWA1484 و René N5 هستند. از ابرآلیاژهای نسل سوم هم می‌توان به CMSX-10 و René N6 اشاره کرد. نسل‌های چهارم، پنجم و ششم ابرآلیاژها نیز تولید شده‌اند که به دلیل دارا بودن مقادیر اضافی روتنیم گرانتر از نسل‌های قبل که شامل مقادیری رنیوم بودند، هستند. تمام تلاش بر این است که تا حد ممکن از عناصر سنگین و گران‌قیمت در تولید آلیاژها دوری شود، به عنوان مثال فولاد اگلین(Eglin steel) یک آلیاژ ارزان با تحمل حرارت .

گروه صنعتی فولاد کاران از سال ۱۳۷۰فعالیت خود را در زمینه‌ی تولید و تامین مقاطع مختلف فولادی و آهن, از قبیل میلگردهای فولادی و آلیاژی , میلگردهای ساختمانی, انواع مقاطع ترانسمیسیون , ورق‌های آلیاژی , ورق‌های روغنی و سیاه و گالوانیزه‌ی هفت الماس ,آغاز نموده است . تلاش مجموعه فولادکاران در این مدت در جهت رضایتمندی و تامین دقیق سفارشات معطوف بوده است.
ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید:
اینستاگرام : https://www.instagram.com/folad_karan_tehran
فیسبوک: https://www.facebook.com/jamal.fazli.948
لینکدین: https://www.linkedin.com/in/jamal-fazli-65890a1b6
پینترست: https://nl.pinterest.com/fuladk
آپارات: https://www.aparat.com/FuladKaran