اینکونل

اینکونل‌ها (به انگلیسی: Inconel) یک گروه از سوپرآلیاژهای برپایهٔ نیکل هستند که در برابر خوردگی و اکسیداسیون در شرایط کاری دما و فشار بالا مقاومت بالایی دارند. در حرارت بالا، روی سطح آلیاژهای اینکونل لایه‌ای مقاوم، پایدار و غیرفعال از اکسید ایجاد می‌شود که از خوردگی بیشتر جلوگیری می‌نماید. اینکونل در رنج وسیعی از دماها استحکام خود را حفظ می‌کند. این آلیاژ کاربرد ویژه در شرایطی که آلومینیوم و فولادهای زنگ نزن به علت احتمال وقوع خزش در دماهای بالا قابل استفاده نیستند، دارد.
نام تجاری اینکونل توسط شرکت .Special Metals Co ثبت شده‌است. این آلیاژ از خانواده آلیاژهای محلول جامد بین‌نشین نیکل- کروم می‌باشد و به‌طور کلی برای کاربردهای دما بالا استفاده می‌گردد. اینکونل به نام‌های “inco” و “iconel” نیز خوانده می‌شود. نام‌های تجاری دیگر اینکونل عبارتند از: Inconel 625, Chronin625 Altemp 625, Haynes 625, Nickelvac 625 و Nicrofer 6020. این آلیاژ برای اولین بار توسط یک تیم تحقیقاتی در کشور انگلستان ساخته شده‌است.

تاریخچه

خانواده آلیاژ اینکونل برای اولین بار در سال ۱۹۴۰ میلادی توسط یک تیم تحقیقاتی در شرکت Wiggin Alloys در کشور انگلستان ساخته شده‌است.

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.

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 آلومینیوم، 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.