?

مونيل K500 ومونيل 400 يتشاركان نفس الأساس: حوالي جزأين من النيكل إلى جزء واحد من النحاس، مع نفس خصائص التآكل ونفس المصفوفة المكعبة المتمركزة حول الوجه. لا يعتبر أي من السبائك سبائك فائقة معالجة بالترسيب، ولا يتم اختيار أي منهما لأعلى نطاق درجة حرارة. الفرق بينهما هو إضافتان من السبائك والمعالجة الحرارية التي تجعل هذه الإضافات ممكنة، وتقريبًا كل اختلاف في الخصائص في هذه المقالة يعود إلى ذلك.

إحدى النتائج تستحق الذكر في البداية، لأنها المكان الذي غالبًا ما يتم فيه التعامل مع المقارنة بشكل خاطئ. تُعطى أرقام القوة المنشورة لهاتين السبيكين لكل شكل ولكل حالة معالجة حرارية، والفجوة بينهما تتغير بشكل كبير اعتمادًا على الظروف التي تتم مقارنتها. لا يمكن استخدام نسخة من هذه المقارنة لا تذكر أي شرط لتحديد أي شيء، ولذلك تُعطى الأرقام أدناه مع إرفاق الشرط.

السبائك 400 هي سبيكة محلول صلب. النيكل والنحاس قابلان للذوبان في بعضهما البعض بجميع النسب، لذا فإن المادة أحادية الطور، والطريقة الوحيدة لتقويتها هي العمل البارد. تأخذ السبائك K500 نفس الأساس وتضيف الألومنيوم والتيتانيوم، مما يسمح للسبيكة بالتقسية بالعمر: دورة تسخين متحكم بها ترسب جزيئات تحت مجهرية من Ni₃(Ti, Al) في جميع أنحاء المصفوفة. الوصف المنشور يضعه بوضوح، وهو أن K500 تجمع بين مقاومة التآكل لـ 400 مع المزايا المضافة للقوة والصلابة الأكبر، وأن الزيادة تأتي من هذين الإضافتين ومعالجة التقسية بالعمر.

تختلف التركيبات في هذين العنصرين بالضبط بالإضافة إلى تحولات صغيرة في البقايا. كل رقم آخر قريب، وهذا هو السبب في أن السبيكين تتصرفان بشكل مشابه جدًا في الخدمة.

حد الكبريت هو الخط الهادئ في تلك الطاولة. إنه أضيق بحوالي مرتين ونصف في K500 مقارنة بـ 400، والسبب هو نفس الخاصية التي تجعل السبيكة قوية: بمجرد وضع الراسب في مكانه، تكون هناك مرونة أقل متاحة لامتصاص الضرر الذي يسببه تضمين الكبريت على طول حدود الحبوب.

المقارنة المنشورة تنص على أن K500 لديها تقريبًا ثلاثة أضعاف قوة الخضوع وضعف قوة الشد لـ 400. هذا رقم حقيقي، ويصف زوجًا واحدًا من الظروف. الطاولة أدناه تقارن السبيكين مقابل بعضهما البعض في الظروف التي يتم فيها توريد كل منهما فعليًا، على قضبان وأعمدة.

اقرأ لأسفل تلك الطاولة ويتحقق الادعاء. K500 في حالة التلدين أقوى من 400 في حالة التلدين، بحوالي 1.2 مرة في قوة الشد وحوالي 1.4 مرة في الخضوع، وهو هامش وليس عاملًا. مشكلة على الساخن، يتداخل الاثنان تقريبًا بالكامل: نطاقات الخضوع هي 276 إلى 690 ميجا باسكال لـ 400 و 276 إلى 758 ميجا باسكال لـ K500، لذلك يمكن أن يكون قضيب مشكل على الساخن من 400 قويًا مثل قضيب مشكل على الساخن من K500.

ما تقارنه الأرقام الثلاثة والاثنان المنشورة فعليًا هو K500 الذي تم تقسيمه بالعمر مقابل 400 في حالة التلدين. هذه مقارنة مشروعة، لأنها الطريقة التي يتم بها شراء السبيكين مقابل بعضهما البعض في أغلب الأحيان، ولكنها مقارنة بين شرطين بدلاً من سبيكين.

المقارنة نصف مكتملة فقط عندما يتم تحديد القوة. تأتي معها أربع تكاليف، وكل منها سطر في مواصفات وليس هامشًا.

السبائك 400 لا تتحمل أيًا من هذه التكاليف. إنها محلول صلب أحادي الطور يقوى فقط بالعمل البارد، ولا تحتوي على خطوة تقسييم بالعمر لتجاوزها، ولا انكماش للسماح به، ولا فقدان لقابلية اللحام في الحالة التي تُورد بها. حيث تكون قوتها كافية، فهي المادة الأبسط للتحديد.

اثنان من الاختلافات الفيزيائية بين هاتين السبيكين غير بديهيين، وأحدهما يُذكر بانتظام بشكل خاطئ في أدبيات الموردين.

صف درجة حرارة كوري يستحق المساحة. السبائك 400 لديها درجة حرارة كوري داخل النطاق المحيط، والملاحظة المنشورة المصاحبة لها واضحة: تتأثر القيمة بتغيرات في التركيب الكيميائي، والنطاق المعروض هو ما يمكن توقعه من الإنتاج العادي، وبالتالي فإن بعض الدفعات ستكون مغناطيسية في درجة حرارة الغرفة وأخرى لن تكون كذلك. نفس المصدر يضيف أنه إذا كان هناك متطلب قوي للخصائص غير المغناطيسية، فيجب النظر في سبائك أخرى في العائلة.

K500 لا تحتوي على مثل هذا الغموض. تقع درجة حرارة كوري الخاصة بها بين حوالي -90 و -134 درجة مئوية اعتمادًا على الشرط، مما يضع درجة حرارة الغرفة فوقها بكثير، والوصف المنشور هو أن السبيكة غير مغناطيسية تقريبًا حتى في درجات الحرارة المنخفضة جدًا. لذا عند متطلب غير مغناطيسي، فإن الدرجة القابلة للتقسية بالعمر هي الأكثر أمانًا من الاثنين. هذا هو عكس الافتراض الذي يصل إليه معظم المشترين، نظرًا لأن K500 هي السبيكة الأقوى وعادة ما يُفترض أن القوة تكلف شيئًا.

تحذير معالجة واحد ينتمي إلى هذه القراءة. تلاحظ المصدر المنشور أن التسخين يمكن أن يترك طبقة مغناطيسية على السطح الخارجي للقطعة، لأن الألومنيوم والنحاس قد يتأكسدان بشكل انتقائي، ويمكن إزالة الطبقة بالحمض. لذلك يجب تسمية متطلب مغناطيسي حالة السطح في أمر الشراء جنبًا إلى جنب مع السبيكة.

الموقف المنشور هو أن مقاومة التآكل لـ K500 مكافئة إلى حد كبير لـ 400، مع استثناء واحد. في حالة التقسية بالعمر، فإن K500 لديها ميل أكبر للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي في بعض البيئات. كلمة 'إلى حد كبير' تقوم بعمل حقيقي في هذه الجملة، والاستثناء هو الشيء الوحيد الذي يجب على المشتري التحقق منه قبل اختيار حالة التقسية بالعمر للخدمة الرطبة.

حيث يكون الاثنان معًا، فهما معًا في الوسائط المهمة. كلاهما يستخدم على نطاق واسع في الخدمة البحرية، وكلاهما يظهر معدلات تآكل منخفضة جدًا في مياه البحر المتدفقة. كلاهما يخضع لنفس القيد في هذا الوسط: مياه البحر الراكدة أو بطيئة الحركة تسبب هجومًا على الشقوق والتآكل، ويلاحظ الوصف المنشور لـ K500 أن التلوث قد يحدث متبوعًا بالتآكل، والذي يتباطأ بعد هجوم أولي سريع إلى حد ما. السبائك 400 مقاومة أيضًا للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي والتآكل في معظم المياه العذبة والصناعية، وتقدم مقاومة استثنائية لحمض الهيدروفلوريك بجميع التركيزات حتى نقطة الغليان، والتي يصفها نفس المصدر بأنها ربما تكون السلوك الأكثر مقاومة لأي سبيكة هندسية شائعة الاستخدام. كما أنها مقاومة لعدد من واجبات حمض الكبريتيك وحمض الهيدروكلوريك في ظل ظروف الاختزال.

تحمل K500 قطعة واحدة من بيانات التآكل الخاصة بها والتي تستحق المعرفة، لأنها تنطبق على خدمة تكون فيها القوة هي سبب الاختيار. توصف بأنها مقاومة لبيئة الغاز الحامض: بعد ستة أيام من الغمر المستمر في محاليل كبريتيد الهيدروجين المشبعة عند 3,500 جزء في المليون، عبر قيم الأس الهيدروجيني الحمضية والقاعدية من 1.0 إلى 11.0، لم تظهر عينات على شكل حرف U من الصفائح المعالجة بالعمر أي تشقق. تشكلت قشرة سوداء ضيقة وقاست العينات 28 إلى 40 HRC. هذا هو التأهيل وراء السبيكة في خدمة حقول النفط والخدمة الحامضة، وهو تأهيل لحالة التقسية بالعمر.

فقط لزوج واحد من الظروف، ويجب ذكر هذا الزوج. K500 الذي تم تقسيمه بالعمر لديه حوالي ثلاثة أضعاف قوة الخضوع وضعف قوة الشد لـ 400 في حالة التلدين، وهي المقارنة التي تصفها الأرقام المنشورة. مقارنة الظروف المتماثلة تعطي فجوة أصغر بكثير: التلدين مقابل التلدين حوالي 1.2 مرة في قوة الشد، وفي حالة التشكيل على الساخن تتداخل النطاقات.

إضافتان من السبائك والمعالجة الحرارية التي تسمحان بها. السبائك 400 هي محلول صلب من النيكل والنحاس أحادي الطور ولا يمكن تقويته إلا بالعمل البارد. تضيف السبائك K500 ما بين 2.30 % و 3.15 % ألومنيوم وما بين 0.35 % و 0.85 % تيتانيوم، مما يجعل معالجة التقسية بالعمر المتحكم بها ترسب جزيئات تحت مجهرية من Ni₃(Ti, Al) عبر المصفوفة. كل شيء آخر يتبع من ذلك.

إلى حد كبير، مع استثناء واحد تنص عليه البيانات المنشورة بوضوح. في حالة التقسية بالعمر، فإن K500 لديها ميل أكبر للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي في بعض البيئات. حيث يحمل الوسط هذا الخطر، فإن 400 هو الخيار الأكثر أمانًا ما لم تكن القوة ضرورية، وفي كلتا الحالتين يجب التحقق من الوسط مقابل البيانات المنشورة قبل تثبيت الشرط.

K500، ولسبب يسهل عكسه. تقع درجة حرارة كوري لـ 400 بين 21 و 49 درجة مئوية، والتي تتجاوز المحيط، والملاحظة المنشورة هي أن بعض الدفعات ستكون مغناطيسية في درجة حرارة الغرفة وأخرى لن تكون كذلك. K500 لديها درجة حرارة كوري بين حوالي -90 و -134 درجة مئوية، أقل بكثير من المحيط، وتوصف بأنها غير مغناطيسية تقريبًا حتى في درجات الحرارة المنخفضة جدًا.

ليس في حالة التقسية بالعمر، والإرشادات المنشورة واضحة بأن لحام المواد المعالجة بالعمر يجب تجنبه بسبب انخفاض المرونة بشكل كبير. حيث تحتاج الوصلة إلى الوصول إلى قوة التقسية بالعمر، يكون التسلسل هو لحام المواد الملدنة ثم إجراء معالجة التقسية بالعمر. يمكن ربط السبائك 400 بالعمليات التقليدية في الحالة التي تُورد بها.

تفقد الخصائص ولا يمكن استعادتها بالتقسيم مرة أخرى. المواد التي تجاوزت مرحلة التقسية لديها خصائص ميكانيكية أقل من المواد المعالجة بشكل صحيح، ولتقويتها يجب تلدين الجزء عند 1,800 إلى 1,900 درجة فهرنهايت لإعادة إذابة الراسب ثم إعادة تقسيمه. تفقد جميع فوائد أي عمل بارد في هذا التلدين، لذا فإن أفضل نتيجة متاحة بعد ذلك هي الرقم المُلدّن والمعالج بالعمر.

مونيل K500 هو مونيل 400 مع إضافة الألومنيوم والتيتانيوم وتطبيق معالجة التقسية بالعمر. هذا يعطيه حوالي ثلاثة أضعاف قوة الخضوع وضعف قوة الشد لـ 400 المُلدّن، ويأخذ أربعة أشياء: المرونة، وبعض المقاومة للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي في حالة التقسية بالعمر، وقابلية اللحام في تلك الحالة، وبساطة مادة بدون خطوة عملية لا رجعة فيها. بين هذين الموضعين، تكون الاختلافات الفيزيائية صغيرة، باستثناء مكانين: 400 توصل الحرارة بشكل أفضل بحوالي 28 %، و K500 أكثر موثوقية غير مغناطيسية في درجة حرارة الغرفة لأن درجة حرارة كوري الخاصة بها تقع بعيدًا تحت المحيط بينما تقع درجة حرارة 400 داخله.

يتم توريد كلتا السبيكين من تشانغتشو، جيانغسو، على شكل قضبان، أسلاك، شرائط، صفائح وأنابيب، في الأشكال والظروف التي تصفها النطاقات المنشورة أعلاه. المصنع حاصل على شهادة ISO 9001 ويتم تدقيقه من قبل SGS. أرسل وسط الخدمة، القوة المطلوبة وتسلسل التصنيع، والاختيار بين الاثنين يتبع من هذه الإجابات الثلاث.

1. نشرة فنية من Special Metals SMC-053، سبائك مونيل نيكل-نحاس 400. مصدر حدود التركيب، الكثافة ونطاق الانصهار، معامل المرونة ونسبة بواسون، درجة حرارة كوري والملاحظة بأنها تتجاوز المحيط بحيث تكون بعض الدفعات مغناطيسية في درجة حرارة الغرفة، نطاقات الخصائص الميكانيكية حسب الشكل والشرط، البيان بأن السبيكة هي محلول صلب أحادي الطور يقوى فقط بالعمل البارد، حد 1,000 درجة فهرنهايت في الأجواء المؤكسدة، وسلوك التآكل في مياه البحر والمياه العذبة وحمض الهيدروفلوريك.
2. نشرة فنية من Special Metals SMC-062، سبائك مونيل K-500. مصدر نطاقات الألومنيوم والتيتانيوم، حدود البقايا الأضيق، وصف السبيكة بأنها تجمع بين مقاومة التآكل لـ 400 مع قوة وصلابة أكبر من خلال ترسيب Ni₃(Ti, Al)، نطاقات الخصائص الميكانيكية حسب الشكل والشرط، الكثافة، الخصائص المغناطيسية ودرجات حرارة كوري حسب الشرط، الفيلم المغناطيسي السطحي وإزالته، مكافأة التآكل واستثناء التآكل الإجهادي في حالة التقسية بالعمر، بيانات الغاز الحامض، ملاحظة سرعة مياه البحر، وانكماش التقسية بالعمر.
3. نفس النشرة، حول الربط. مصدر للبيان بأن لحام المواد المعالجة بالعمر يجب تجنبه بسبب انخفاض المرونة بشكل كبير، وأن معالجات التقسية بالعمر تُجرى بعد لحام المواد الملدنة حيث تحتاج الوصلة إلى الوصول إلى قوة التقسية بالعمر.
4. نفس النشرة، حول المعالجة الحرارية والآلات. مصدر لسلوك تجاوز التقسية، ومتطلب التلدين عند 1,800 إلى 1,900 درجة فهرنهايت وإعادة التقسيم، وفقدان جميع فوائد العمل البارد في هذا التلدين، وأن الرقم المُلدّن والمعالج بالعمر هو الأعلى المتاح بعد ذلك، وممارسة الآلة بحجم أكبر، والتقسية بالعمر، والتشطيب إلى الحجم.
5. نفس النشرة، حول نطاقات الخصائص الاسمية المنشورة. مصدر للتحذير بأن النطاقات هي مركبات لأحجام مختلفة من المنتجات وليست مناسبة لأغراض المواصفات.
6. UNS N04400 و N05500 كما نُشر لهاتين السبيكين. مصدر للمعرفات المستخدمة في جدول التركيب.
7. سجلات التسليم المحفوظة لـ DLX Alloy التي تغطي كلا الدرجتين. مصدر لأشكال المنتج والظروف التي تُعرض بها.

كل رقم أعلاه هو قيمة منشورة للمنتج القياسي، والعديد منها مركبات تمتد عبر مجموعة من الأحجام والدرجات. وهي ليست مناسبة لأغراض المواصفات. الشرط هو جزء من مواصفات كلتا السبيكين، لذلك فإن أمر الشراء الذي يذكر السبيكة دون ذكر درجة الحرارة لا يصف المادة التي يتم شراؤها. يعتمد القبول على شهادة اختبار المطحنة للدفعة التي تم توريدها.