سبيكة 718 هي سبيكة النيكل التي تحافظ على مقاومة عالية عند درجات الحرارة المرتفعة. وهي تستمد تلك المقاومة من المعالجة الحرارية لا من المكبس وحده: فالمعالجة بالمحلول يتبعها دورة تعتيق مضبوطة تُرسّب جزيئات دقيقة في جميع أنحاء المعدن، وتلك الجزيئات تعيق الحركة التي لولاها لتشوّه القطعة. وفي حالة التعتيق تصل إلى إجهاد خضوع يقارب 830 إلى 1000 N/mm² و32 إلى 40 HRC، مع مقاومة للتآكل تصمد في مياه البحر.
تطرّق Longrui Forging سبيكة 718، وتعالجها بالمحلول وتعتّقها داخليًا، في مقاطعة يونخه، تشجيانغ، الصين: أجسام الصمامات وأغطيتها، والفلنجات، والمحاور، والقطع المصنّعة حسب الطلب، من 5 kg إلى 520 kg للقطعة الواحدة، على مكبس التطريق متعدد الاتجاهات بقوة 6,000 T. التطريق وفق ASTM B564.
ما هي سبيكة 718
تُكتب هذه الدرجة باسم Alloy 718, UNS N07718 (Werkstoff 2.4668). وInconel 718 هي العلامة التجارية المسجلة لشركة Special Metals لهذه السبيكة، لذلك تحمل الرسومات وسجلات المعالجة الحرارية والشهادات هنا اسم السبيكة واسم UNS بدلًا من علامة المُنتِج التجارية.
| العنصر | التركيب النموذجي (%) |
|---|---|
| النيكل | 50.0 – 55.0 |
| الكروم | 17.0 – 21.0 |
| النيوبيوم + التنتالوم | 4.70 – 5.50 |
| الموليبدينوم | 2.80 – 3.30 |
| التيتانيوم | 0.65 – 1.15 |
| الألومنيوم | 0.20 – 0.80 |
| الحديد | الباقي |
بعض الخلفية التي تفسّر سبب تكرار ذكر هذه الدرجة: طُوّرت 718 لمحطات الطاقة البخارية، ثم تبنّتها صناعة الطيران لمقاومتها للأكسدة عند درجات الحرارة المرتفعة، وهي اليوم أكثر درجة مطلوبة على نطاق واسع في عائلة النيكل، بما في ذلك في قطاعي النفط والغاز. وهي غير مغناطيسية فعليًا، ويتراوح نطاق انصهارها بين نحو 1260 و1340 °C.
كيف تكتسب سبيكة 718 مقاومتها
ثلاثة عناصر سبائكية تقوم بالمهمة: النيوبيوم والتيتانيوم والألومنيوم. أثناء المعالجة بالمحلول تذوب هذه العناصر في قاعدة النيكل، وأثناء دورة التعتيق التي تليها تعود لتترسّب على شكل رواسب دقيقة جدًا موزّعة في جميع أنحاء المعدن. تُثبّت هذه الرواسب معالم البنية المجهرية التي كانت ستنزلق تحت الحمل لولا ذلك، وهذا ما يحوّل سبيكة نيكل متوسطة المقاومة إلى سبيكة عالية المقاومة.
نتيجتان للمشتري:
- المعالجة الحرارية جزء من المواصفة. يُسعَّر 718 بمستويات مقاومة عدة حسب مدى التعتيق، لذا يجب أن يحدّد الرسم أو مواصفة الشراء الحالة المطلوبة. ونعمل وفق المستوى الذي تقتضيه المواصفة ونسجّل دورة المعالجة.
- للمقاومة سقف، وهو ليس حدّ الأكسدة. يُحتفظ بمعظم المقاومة الميكانيكية حتى نحو 650 °C؛ وفوق ذلك تُختار الدرجة لمقاومتها للأكسدة لا لمقاومتها، ويصبح الزحف حالة التصميم. تذكر أوراق البيانات أرقامًا أعلى للتعرض قصير المدى، لذا يجدر تسمية درجة حرارة الخدمة وكود التصميم بدلًا من انتقاء أعلى رقم في الجدول.
ما تتطلبه سبيكة 718 أثناء التطريق
مثل سبائك النيكل الأخرى، يحتفظ 718 بالكثير من قوته أثناء السخونة، لذلك يعمل مكبس التطريق بجهد أكبر وتكون نافذة درجة الحرارة القابلة للاستخدام أضيق مما هي عليه في الفولاذ الكربوني أو المقاوم للصدأ. وفوق ذلك، تتضمن هذه الدرجة خطوة إضافية بعد التطريق: المعالجة بالمحلول ثم التعتيق.
في أي عمل على 718، نُبقي الكتلة الأولية داخل النافذة التي تسمح بها الدرجة، مع مراقبة درجة الحرارة بدل تقديرها، ثم نُجري المعالجة بالمحلول والتعتيق للقطعة إلى مستوى القوة الذي تحدده المواصفة، مع تسجيل الدورة حتى يمكن أن تُظهرها الشهادة. يشمل الاختبار التركيب الكيميائي، وخصائص الشد، والصدم عند درجة حرارة منخفضة، والصلادة، والفحص بالموجات فوق الصوتية، وكلها تُنفذ في الموقع؛ وما تخلفه كل مرحلة موضح في صفحة مراقبة الجودة.
التشغيل الآلي واللحام لـ Inconel 718
التشغيل الآلي هو المجال الذي يطلب فيه العملاء النصيحة غالبًا، لأن 718 مادة صعبة القطع:
- إنه يتصلب بالتشكيل أثناء قطعه، لذلك ترتفع قوى القطع ويجب تغذية أداة القطع بدل حكها.
- موصليته الحرارية منخفضة، ما يحتجز الحرارة عند طرف الأداة بدل نقلها إلى الرايش.
- الترسبات التي تمنح السبيكة قوتها كاشطة، لذلك يكون تآكل الأداة سريعًا وتُضبط السرعات والتغذيات بشكل متحفظ.
نقطتان عمليتان ننقلهما: يمكن تشغيل 718 آليًا بسهولة أكبر في حالة المعالجة بالمحلول، ويعطي تشطيبًا سطحيًا أفضل في حالة التعتيق، ولهذا غالبًا ما تُخشَّن الأجزاء المعقدة قبل التعتيق وتُنهَّى بعده. اللحام مباشر بالمقارنة مع التشغيل الآلي، وعادة باستخدام معدن حشو مطابق.
سبيكة 718 في النفط والغاز
المزيج الذي يضع 718 في رسومات معدات رأس البئر وقاع البئر هو قوة عالية مع مقاومة لتشقق التآكل الإجهادي في الخدمة الحامضية والكلوريدية. والمواصفات المرتبطة به:
- API 6A و API 6A CRA لمعدات رأس البئر وشجرة الإنتاج
- NACE MR0175 / ISO 15156-3، التي تحدد متطلبات المادة والصلادة لخدمة كبريتيد الهيدروجين
- AMS 5662 و AMS 5663 عندما يكون الجزء مخصصًا للعمل في الطيران والفضاء: يغطي 5662 حالة المعالجة بالمحلول، ويغطي 5663 الجزء نفسه بعد التعتيق
حين يكون هناك حد صلادة مرتبط بالحالة، نعمل وفق ذلك الحد ونؤكده في شهادة الاختبار.
ما نطرقه في 718
| الجزء | النطاق | يُورَّد كـ |
|---|---|---|
| أجسام وأغطية الصمامات الكروية | 1/2″ إلى 12″، Class 150 إلى 2500 | مطروق، معالج بالمحلول ومعتق |
| الشفاه وأجزاء الحلقات | حسب الرسم | كما سبق |
| المحاور، والجلبات، والأشكال المخصصة | حسب الرسم، حتى 520 kg | كما هو مطروق، أو مشغل آليًا بشكل خشن أو نهائي |
نطاق التشغيل الآلي هو Ø600 × 1000 mm. ويتراوح مدى الوزن على مكبس تطريق من 5 kg إلى 520 kg للقطعة.
إذا كنت تختار بين سبيكتي النيكل العاليتين، فالفارق موجز: 625 لديها محتوى سبائكي أعلى ومقاومة أفضل للتآكل، و718 لديها قوة أعلى وتكلفة أقل. والمقارنة موضحة في صفحة Alloy 625. وحيث تكون الخدمة حمضًا رطبًا وليس كلوريدات ساخنة، فإن Alloy 825 يغطي المهمة بتكلفة أقل.
المواصفات والوثائق والاختبار
تُطرَّق قطع 718 وفق ASTM B564، مواصفة تطريق سبائك النيكل، وتُسلَّم مع شهادة تحمل رقم الصهرة. وحين يتطلب المشروع اختبارات بحضور طرف مراقب، يمكن ترتيب شهادة 3.2 مع توقيع مضاد من جهة خارجية، وتُسعَّر كبند منفصل لا يُدرج في سعر القطعة. وكثيراً ما تضيف طلبات الطيران والنفط والغاز مواصفات AMS أو API فوق ذلك، وتصل المادة الخام مع شهادة المسبك الخاصة بها. وتُفحص كل قطعة منتهية للتحقق من هويتها بجهاز XRF محمول قبل التغليف.
شراء مطروقات Inconel 718: ما الذي يجب التحقق منه
يُطلب من مورّد مطروقات Inconel 718 الالتزام بأمرين في الوقت نفسه، وكلاهما مُوثَّق لا مُجرّد ادّعاء: السبيكة، والمعالجة الحرارية التي تحوّلها إلى قطعة عالية المتانة. أربعة فحوص تحسم معظم الأمر.
- تتبع الصهرة من البداية إلى النهاية. يجب أن يتبع رقم الصهرة المذكور في شهادة المسبك القطعة عبر القطع والتطريق والمعالجة الحرارية والتشغيل الآلي حتى الإرسال، بحيث يعود التركيب الكيميائي في الشهادة إلى القطعة الموجودة في الصندوق.
- دورة التعتيق، مذكورة في الشهادة. تنشأ المتانة في 718 من المعالجة بالمحلول والتعتيق الذي يليها، لا من المكبس وحده. وإذا لم تُسمَّ الحالة وتُوثَّق، فمستوى متانة القطعة غير معروف.
- مواصفة التطريق ونطاق الاختبار. ASTM B564 هي مواصفة التطريق. الفحص بالموجات فوق الصوتية، واختبارات الشد والصلادة على القطعة نفسها، واختبارات الصدم حيث تتطلب الخدمة ذلك، هي ما تسميه مواصفة الشراء عادة.
- فحص الهوية قبل الإرسال. قراءة بجهاز XRF محمول تُؤخذ على القطعة المنتهية، وتُطابق مع رقم الصهرة، فتُغلق الحلقة بين ما طُلب وما يُشحن.
حيث يعوّض التطريق تكلفته
هذا هو الصنف الذي يحقق فيه التطريق أكبر مكسب. يكلف 718 أكثر لكل كيلوغرام من الفولاذ المحيط به، ويصنّفه المشغّلون ضمن أصعب الدرجات في القطع، لذا فإن الوصول بشكل قريب من النهائي، والتخشين قبل التعتيق، يقتطع التكلفة من أغلى عملية في الورشة. ولأن التطريق والمعالجة بالمحلول والتعتيق والإنهاء تتم كلها هنا، فإن سجل الصهرة ونتيجة الصلادة والأبعاد المشغّلة تنتمي إلى أمر شراء واحد ورقم صهرة واحد بدل أن تتنقل بين الموردين. تعمل المكابس من 2,000 إلى 6,000 طن، بقطع من 5 kg إلى 520 kg.
مواضيع ذات صلة
- مطروقات الفولاذ المزدوج والستانلس والسبائك الخاصة
- مطروقات Grade 91 (ASTM A182 F91)
- شهادات اختبار المواد
الأسئلة الشائعة
هل يمكنكم تطريق أجسام صمامات من Alloy 718؟
نعم. مطروقات أجسام الصمامات وأغطيتها من 718 عمل روتيني هنا، ولأن دورة التعتيق موثّقة، تنتقل نتائج الصلادة والنتائج الميكانيكية مع القطع.
ما مستوى المتانة الذي يبلغه Alloy 718؟
في الحالة المعتّقة، عادةً إجهاد الخضوع من 830 إلى 1000 N/mm² مع مقاومة شد تتجاوز 1000 N/mm² وصلادة من 32 إلى 40 HRC، حسب دورة التعتيق وحجم المقطع. ويجب تسمية الحالة على الرسم أو مواصفة الشراء.
هل يصلح Alloy 718 للخدمة في البيئات الحامضية؟
إنه أحد الأصناف المستخدمة في الخدمة مع كبريتيد الهيدروجين، والمواصفة التي تحكمه هي NACE MR0175 / ISO 15156-3. وحيث تضع المواصفة حداً للصلادة في تلك الحالة، نعمل به ونُبلّغ بالنتيجة.
ما الفرق بين Alloy 718 و Alloy 625؟
718 مقسّى بالتعتيق، لذلك يصل إلى قوة أعلى، ويكلف أقل. 625 سبيكة محلول صلب بمحتوى موليبدينوم أعلى، لذلك يقاوم التآكل بشكل أفضل في معظم البيئات. المقارنة الكاملة موجودة في صفحة Alloy 625.
هل تُصدرون وثائق EN 10204 مع أجزاء 718؟
نعم. شهادة 3.1 تُقدَّم بشكل قياسي، وقابلة للتتبع إلى الصهرة. شهادة 3.2، موقّعة أيضًا من مفتش خارج مؤسستنا، تُقدَّم عندما تتطلب المواصفة اختبارًا بحضور شاهد، وتُسعَّر بشكل منفصل.
ما هو تركيب Inconel 718؟
النيكل 50.0 إلى 55.0%، الكروم 17.0 إلى 21.0%، النيوبيوم بالإضافة إلى التنتالوم 4.70 إلى 5.50%، الموليبدينوم 2.80 إلى 3.30%، التيتانيوم 0.65 إلى 1.15%، الألومنيوم 0.20 إلى 0.80%، والحديد الباقي، كما هو موضح في الجدول أعلاه. تُكتب الدرجة أيضًا UNS N07718 أو 2.4668. الشحنة هنا تأتي مع تحليل الصهرة بدلاً من أرقام نموذجية، لذا يمكن التحقق من القيم مقابل المواصفة.
أرسل الرسم، والمواصفة، وظروف الخدمة؛ سيتبع عرض السعر.