Haynes® 188 (سبائك 188) UNS R30188 مقدمة المنتج
Haynes® 188، والمعروفة أيضًا باسم Alloy 188 والمُعيَّنة باسم UNS R30188، عبارة عن سبيكة فائقة تعتمد على الكوبالت وتشتهر بقوتها الممتازة في درجات الحرارة العالية، ومقاومتها للأكسدة، وقابليتها للتصنيع. تقدم هذه المقالة مقدمة شاملة لـ Haynes® 188، تغطي التركيب الكيميائي، والخواص الميكانيكية، والأداء في درجات حرارة مختلفة، وتطبيقات الصناعة، والأشكال والأحجام، ومعايير الإنتاج، وقدرات اللحام والمعالجة، والمزايا والعيوب، ومقارنة مع السبائك المماثلة.
التركيب الكيميائي
يتكون Haynes® 188 بشكل أساسي من الكوبالت مع إضافات كبيرة من الكروم والتنغستن والنيكل وعناصر أخرى لتعزيز خصائصه الميكانيكية والحرارية:
| عنصر | تعبير (٪) |
|---|---|
| كوبالت (كو) | 39.0 - 41.0 |
| الكروم (الكروم) | 20.0 - 24.0 |
| النيكل (ني) | 20.0 - 24.0 |
| التنغستن (ث) | 13.0 - 15.0 |
| الحديد (الحديد) | 3.0 كحد أقصى |
| الموليبدينوم (مو) | 2.0 - 3.0 |
| المنغنيز (من) | 1.0 كحد أقصى |
| السيليكون (سي) | 0.5 كحد أقصى |
| الكربون (ج) | 0.05 - 0.15 |
| البورون (ب) | 0.01 - 0.05 |
الخواص الميكانيكية
يعرض Haynes® 188 خصائص ميكانيكية استثنائية مناسبة لتطبيقات درجات الحرارة العالية:
| ملكية | قيمة |
|---|---|
| قوة الشد، ksi (MPa) | 130 – 150 (896 – 1034) |
| قوة الخضوع (إزاحة 0.2%)، ksi (MPa) | 65 – 75 (448 – 517) |
| استطالة (٪ في 2 بوصة) | 20 - 30 |
| صلابة، روكويل C (HRC) | 34 - 40 |
خصائص الأداء
يقدم Haynes® 188 العديد من مزايا الأداء:
- قوة درجات الحرارة العالية: يحافظ على خصائص ميكانيكية ممتازة عند درجات حرارة تصل إلى 1093 درجة مئوية (2000 درجة فهرنهايت)، مما يجعله مناسبًا لمكونات محركات توربينات الغاز، مثل شفرات التوربينات، وأجهزة الاحتراق، والحروق اللاحقة.
- مقاومة الأكسدة: يُظهر مقاومة فائقة للأكسدة والتآكل في البيئات ذات درجات الحرارة العالية، مما يزيد من عمر المكونات.
- قابلية التصنيع: يوفر قابلية لحام وتشكيل جيدة، مما يسمح بأشكال وتكوينات معقدة.
تطبيقات الصناعة
يستخدم Haynes® 188 على نطاق واسع في الصناعات التي تكون فيها القوة العالية ومقاومة التآكل عند درجات الحرارة المرتفعة أمرًا بالغ الأهمية:
| قطاع الصناعة | التطبيقات |
|---|---|
| الفضاء الجوي | مكونات توربينات الغاز، بما في ذلك الشفرات والاحتراق والقنوات الانتقالية. |
| توليد الطاقة | مكونات القسم الساخن للتوربينات والمبادلات الحرارية وأجزاء الأفران الصناعية. |
| المعالجة الكيميائية | مفاعلات ذات درجة حرارة عالية، ودعامات شبكة المحفز، وبطانات غرفة الاحتراق. |
الأشكال والأحجام
يتوفر Haynes® 188 بأشكال وأحجام مختلفة لتلبية احتياجات التطبيقات المحددة:
- النماذج: الصفائح والألواح والقضبان والمطروقات والأسلاك.
- الأحجام: سماكة تتراوح من 0.5 ملم إلى 100 ملم للألواح، وقطر يتراوح من 1 ملم إلى 300 ملم للقضبان المستديرة.
معايير الإنتاج
يتوافق Haynes® 188 مع معايير الإنتاج الدولية لضمان الجودة والموثوقية:
| شكل المنتج | الأشكال المتاحة | الأحجام المتاحة | معايير الإنتاج |
|---|---|---|---|
| لوحات / صفائح | صفائح ، لوحات | السُمك: 0.5 مم – 100 مم | أستم B435، إيه إم إس 5608 |
| قضبان / قضبان | أشرطة مستديرة ، قضبان مربعة | القطر: 1 مم – 300 مم | أستم B572، إيه إم إس 5608 |
| المطروقات | كتل ، أقراص ، حلقات | الحجم: حسب الطلب | أستم B637، إيه إم إس 5772 |
اللحام والمعالجة
يوفر Haynes® 188 خصائص جيدة للحام والمعالجة:
- اللحام: يمكن لحامها باستخدام طرق مثل TIG و MIG واللحام بالمقاومة. قد تكون هناك حاجة إلى التسخين المسبق والمعالجة الحرارية بعد اللحام للحفاظ على الخصائص.
- قابلية الآلات: يتم تشكيله بشكل عام في حالة التلدين بالمحلول باستخدام أدوات كربيد وسوائل القطع المناسبة.
المميزات والعيوب
| وجه | تفاصيل |
|---|---|
| مزايا | قوة ممتازة لدرجات الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة، وقابلية التصنيع واللحام الجيدة، وعمر الخدمة الطويل في البيئات العدوانية. |
| سلبيات | تتطلب التكلفة الأعلى مقارنة بالمواد القياسية معالجة ومعالجة متخصصة نظرًا لقوتها العالية وعناصر السبائك. |
مقارنة مع سبائك مماثلة
غالبًا ما تتم مقارنة Haynes® 188 (UNS R30188) مع السبائك الفائقة الأخرى القائمة على الكوبالت مثل Haynes® 25 وHaynes® 230. وإليك مقارنة مختصرة:
| نوع سبيكة/خاصية | هاينز® 188 | هاينز® 25 | هاينز® 230 |
|---|---|---|---|
| التركيب الكيميائي | الكوبالت والكروم والنيكل والتنغستن والموليبدينوم لقوة درجات الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة. | الكوبالت والكروم والنيكل والتنغستن والموليبدينوم لقوة درجات الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة. | الكوبالت والكروم والنيكل والتنغستن والموليبدينوم لقوة درجات الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة. |
| الخواص الميكانيكية | قوة الشد العالية والخضوع، ليونة جيدة والقابلية للتشكيل. | قوة الشد والخضوع مماثلة، ومقاومة جيدة للتعب الحراري والأكسدة. | قوة شد وخضوع أعلى مقارنةً بـ Haynes® 188، وثبات حراري ممتاز ومقاومة للتآكل. |
| التطبيقات | مكونات توربينات الغاز، أجزاء القسم الساخن الفضائية، مكونات الفرن الصناعي. | مكونات الفضاء الجوي، احتراق توربينات الغاز، أجزاء الأفران الصناعية. | تتطلب مكونات توربينات الغاز الفضائية والصناعية قوة درجات حرارة عالية ومقاومة للتآكل. |
تقدم هذه المقالة التفصيلية Haynes® 188 (سبيكة 188، UNS R30188)، مع تسليط الضوء على تركيبها الكيميائي، وخواصها الميكانيكية، وخصائص أدائها، وتطبيقاتها الصناعية، والأشكال والأحجام المتاحة، ومعايير الإنتاج، وقدرات اللحام والمعالجة، بالإضافة إلى المزايا والعيوب والمقارنة مع السبائك المماثلة. سيجد المهندسون والمهنيون الذين يبحثون عن سبيكة فائقة موثوقة وعالية الحرارة للتطبيقات الصعبة في مجال الطيران وتوليد الطاقة والمعالجة الكيميائية أن Haynes® 188 مناسب تمامًا للاستخدام في البيئات القاسية.