بله ، Superalloys مبتنی بر نیکل به طور کلی گران است و هزینه آنها ناشی از چندین عامل است:
هزینه مواد اولیه: نیکل خود یک فلز نسبتاً پرهزینه است ، و سوپر آلیو ها اغلب حاوی عناصر با ارزش بالا مانند کروم ، کبالت ، مولیبدن ، تنگستن یا رنیوم هستند-همه آنها به قیمت پایه می افزایند.
پیچیدگی: تولید این آلیاژها نیاز به پالایش دقیق ، ریخته گری و پردازش (به عنوان مثال ، فشار ایزوستاتیک داغ ، جامد سازی جهت دار) برای دستیابی به استحکام استثنایی درجه حرارت بالا ، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر خزش دارد. این تکنیک های تخصصی تولید هزینه های تولید را افزایش می دهد.
حق بیمه: توانایی منحصر به فرد آنها در حفظ خواص مکانیکی در دماهای شدید (حداکثر 1000 درجه یا بالاتر) و در محیط های سخت (به عنوان مثال ، راکتورهای شیمیایی ، موتورهای جت) باعث می شود که آنها در کاربردهای مهم مانند توربین های هوافضا ، تولید برق و کوره های صنعتی غیر قابل تعویض باشند. این مزیت عملکرد هزینه بالاتر آنها را توجیه می کند.
قیمت ها می توانند به طور قابل توجهی بر اساس ترکیب آلیاژ متفاوت باشند (به عنوان مثال ، سوپر آلوهای حاوی رنیوم بسیار گرانتر از آلیاژهای نیکل کروم ساده تر هستند) و فرم (به عنوان مثال ، اجزای بازیگران در مقابل برگه های فرفورژه).
نه ، مونل به عنوان یک سوپالوی طبقه بندی نمی شود. مونل خانواده ای از آلیاژهای نیکل مس (به طور معمول 65-70 ٪ نیکل ، 20-29 ٪ مس ، به علاوه مقادیر کمی آهن ، منگنز یا سیلیکون) است که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی خود ، به ویژه در محیط های دریایی ، محلول های اسیدی و سیستم های فشار بالا شناخته شده است.
در حالی که مونل در دمای متوسط (تا 400 درجه) قدرت و دوام خوبی را نشان می دهد ، فاقد عملکرد درجه حرارت بالا (به عنوان مثال ، مقاومت در برابر خزش ، اکسیداسیون و خستگی حرارتی بالاتر از 600-800 درجه) است که Superalloys را تعریف می کند. SuperAlloys به طور خاص برای حفظ استحکام و ثبات در دمای شدید مهندسی شده است و آنها را برای کاربردهایی مانند تیغه های توربین گازی بسیار مهم می کند. در مقابل ، مونل در درجه اول برای مقاومت در برابر خوردگی در تنظیمات درجه حرارت پایین (به عنوان مثال ، سخت افزار دریایی ، تجهیزات پردازش شیمیایی یا اجزای نفت و گاز) ارزش دارد.
بله ، INCONEL یک خانواده مشهور از Superalloys مستقر در نیکل است. آلیاژهای Inconel (به عنوان مثال ، Inconel 600 ، 718 ، 625) که توسط شرکت های ویژه فلزات ساخته شده است ، برای مقاومت در برابر دمای شدید (اغلب بیش از 1000 درجه) در حالی که دارای استحکام بالا ، مقاومت اکسیداسیون و مقاومت در برابر خزش (تغییر شکل آهسته تحت استرس ثابت) طراحی شده اند.
ویژگی های کلیدی که Inconel را به عنوان یک Superalloy طبقه بندی می کنند عبارتند از:
محتوای نیکل بالا (به طور معمول 50-70 ٪) ، که یک ماتریس پایدار برای تقویت عناصر فراهم می کند.
افزودنی کروم (برای مقاومت در برابر خوردگی/اکسیداسیون) ، آهن ، مولیبدن ، نیوبیوم یا تیتانیوم (برای سخت شدن بارش ، که باعث تقویت قدرت می شود).
عملکرد استثنایی در محیط های سخت ، مانند موتورهای توربین گازی ، راکتورهای هسته ای ، موتور موشک و کوره های صنعتی.
به عنوان مثال ، Inconel 718 به دلیل استحکام آن در هر دو دمای زیاد و کرایوژنیک ، در هوافضا برای دیسک های توربین و تیغه ها مورد استفاده قرار می گیرد.
شناسایی مونل (آلیاژ نیکل مس) نیاز به ترکیبی از بازرسی بصری ، تست های شیمیایی و گاهی اوقات تحلیلی دارد. در اینجا روشهای عملی وجود دارد:
سرنخ های بصری: مونل دارای خاکستری نقره ای متمایز است تا رنگ کمی زرد رنگ ، تیره تر از فولاد ضد زنگ اما سبک تر از مس خالص باشد. این غالباً به مرور زمان یک پتینه کسل کننده و یکنواخت ایجاد می کند (برخلاف درخشش روشن تر آبکاری نیکل یا پتینه سبز مس).
تست مغناطیس: مونل غیر مغناطیسی است (یا در برخی از انواع ضعیف مغناطیسی) ، که آن را از فلزات مغناطیسی مانند آلیاژهای فولادی یا آهن متمایز می کند. یک آهنربای قوی به مونل نمی چسبد.
آزمون مقاومت در برابر خوردگی: مونل در برابر آب شور ، اسید سولفوریک (رقیق) و محلول های قلیایی بسیار مقاوم است. قرار دادن یک نمونه کوچک در آب نمک یا سرکه رقیق برای چند روز ، برخلاف فولاد (که زنگ زدگی) یا مس (که ممکن است اکسید سبز مایل به آن باشد) ، زنگ زدگی یا لکه دار را نشان نمی دهد.
تست های نقطه شیمیایی:
محلول اسید نیتریک (رقیق) باعث می شود که مونل به آرامی واکنش نشان دهد و یک محلول سبز (به دلیل مس) بدون دود سنگین تولید کند (برخلاف فولاد ، که با اسید نیتریک واکنش جدی نشان می دهد).
تست دی متیل گلیوکسیم (DMG): استفاده از محلول DMG (در الکل) در یک سطح مونل تمیز ، و به دنبال آن قطره آمونیاک ، رسوب صورتی قرمز ایجاد می کند و نشانگر نیکل (یک مؤلفه اصلی مونل) است.
تحلیل حرفه ای: برای شناسایی قطعی ، تکنیک هایی مانند طیف سنجی فلورسانس اشعه ایکس (XRF) یا تجزیه و تحلیل اشعه ایکس پراکنده انرژی (EDX) می توانند ترکیب ابتدایی (به طور معمول 65-70 ٪ نیکل ، 20-29 ٪ مس) را اندازه گیری کنند تا تأیید شود.
این روشها ، که در ترکیب استفاده می شوند ، با اطمینان از مونل از سایر فلزات یا آلیاژها متمایز می شوند.
