ویژگی ها و کاربرد های انواع آلیاژ هستلوی

سوپر آلیاژ های هستلوی به دلیل داشتن مقاومت زیاد به حرارت و خوردگی در بین تولید کنندگان و مهندسان شناخته شده هستند. 

این فلز برای اولین بار توسط شرکت Haynes International تولید شد. تولید این فلز در واقع پس از کشف و اختراع فولاد ضد زنگ یا همان استنلس استیل در سال 1913 میلادی صورت گرفت. 

فولاد زنگ نزن و هستلوی هر دو دارای استحکام فوق العاده بوده، به خوبی شکل پذیر هستند و داکتیلیته بالایی دارند. با این حال آلیاژ هستلوی، در برابر مواد شیمیایی خورنده مانند هیدروکلریک اسید نیز تا حد بسیار زیادی می تواند ایستادگی نماید. همین ویژگی این آلیاژ را از دیگر آلیاژ ها متمایز می سازد. به علاوه، یک متالورژیست می تواند هستلوی را به گونه ای بهبود دهد که حتی به مواد اکسید کننده نیز مقاومت کافی نشان دهد. 

آلیاژ هستلوی چیست؟

فلزات، مانند نقره و مس، عناصر خالص هستند؛ در حالی که آلیاژ ها ترکیبات ساخته شده از دو یا چند عنصر می باشند. ممکن است فولاد زنگ نزن و هستلوی در مصارف مشابهی استفاده شوند، اما تفاوت های کلیدی نیز بین آنها وجود دارد. 

تفاوت های هستلوی و استنلس استیل

نیکل و مولیبدن هر دو از مواد اساسی و اولیه در آلیاژ هستلوی هستند. نیکل فلزی نقره ای رنگ است که به طور طبیعی یافت شده و نقطه ذوبی برابر با 1455 درجه سانتی گراد را دارد. این ماده پایداری بالایی به خوردگی دارد. 

به طور مشابه، مولیبدن نیز یک فلز درخشان و نقره ای رنگ است که نقطه ذوب بسیار بالایی داشته (2622 درجه سانتی گراد) و از آن برای بهبود استحکام، رسانایی الکتریکی و سختی گروهی از آلیاژ ها استفاده می گردد. 

از طرف دیگر به ترکیبات فولاد زنگ نزن، فلز کروم نیز افزوده می شود. کروم به عنوان عاملی برای جلوگیری از زنگ زدگی و خوردگی عمل می کند. با این حال، وجود مقادیر بالاتر نیکل و مولیبدن باعث می شود هستلوی نسبت استیل زنگ نزن، به ویژه در دما های بالا به خوردگی مقاوم تر باشد. 

بهبود آلیاژ هستلوی

با اینکه تمام گرید های هستلوی ضد خوردگی هستند، بعضی از گرید های آن برای مصارف خاصی بهبود یافته اند. خواص مکانیکی گرید های مختلف هستلوی، واکنش و اثر پذیری آنها نسبت به فرایند های کشش عمیق، استامپ کردن و جوشکاری را مشخص می کند. 

گرید های آلیاژ هستلوی

 در کنار اینکه همه آنها حاوی نیکل و مولیبدن هستند، گرید های هستلوی ممکن است مقادیر گوناگونی از آهن، آلومینیوم، کروم، تنگستن، کربن، تیتانیوم و عناصر دیگر را دارا باشند. پر کاربرد ترین و انعطاف پذیر ترین گرید های هستلوی، گرید های نوع C می باشند.

البته گرید X هستلوی که در سال 1952 به تولید رسید، جدید ترین گرید این آلیاژ می باشد. هستلوی X به گونه ای طراحی شده است تا نسبت به اکسید شدگی بسیار مقاوم باشد، شکل پذیری عالی را دارا بوده و استحکام گرمایی بسیار بالایی را داشته باشد. این گرید را همچنین می توان نورد سرد نمود تا ویژگی های مطلوب به آن داده شود. البته این گرید را نمی توان با عملیات حرارتی سخت کاری کرد. 

هستلوی گرید B

گرید های B بخاطر درصد بالای نیکل و مولیبدن آنها شناخته شده هستند. همانند نیکل، مولیبدن خاصیت ضد خوردگی بالایی را به آلیاژ داده، داکتیلیته خوبی دارد و یکی از بالاترین نقطه ذوب ها را بین عناصر طبیعی دارا است. 

 این گرید برای ایستادگی در محیط های بسیار خورنده، مانند محیط هایی که در آنها هیدروکلریک، هیدروبرمیک و سولفوریک اسید وجود دارند، ساخته شده است.

هستلوی B2

این گرید، معمولاً شامل 65 درصد نیکل، 30 درصد مولیبدن و مقادیر کمی از آهن، کربن، کبالت، کروم، منگنز، سیلیکون، فسفر و گوگرد می باشد. این گرید نسبت به هیدروکلریک اسید در هر غلظت و دمایی بسیار مقاوم است. البته این ماده پایداری چندانی در برابر عوامل اکسید کننده ندارد. 

هستلوی B3

 مقادیر نیکل و مولیبدن این آلیاژ مانند هستلوی B2 می باشد و درصد باقی مانده آن شامل منگنز، کبالت و کروم است. این آلیاژ مقاومت بسیار عالی نسبت به خوردگی حفره ای دارد و در کنار آن پایداریی حرارتی عالی را در مقایسه با B2 دارا است. هستلوی B3 نیز مانند هستلوی B2 دوام چندانی نسبت به عوامل اکسید کننده ندارد.

هستلوی نوع C

 گرید هایی که جزو این خانواده باشند، مقادیر بالایی از نیکل، مولیبدن و کروم را دارا خواهند بود. اضافه کردن کروم به ترکیبات هستلوی، شکل پذیری آن را بالا می برد.

 بسیاری از انواع هستلوی C را می توان هم با روش های گرم کاری و هم سرد کاری شکل داد. فرایند هایی چون کشش عمیق، پرس کردن و پانچ کردن از نمونه فرایند های مناسب برای کار با هستلوی C می باشند.

هستلوی C4

این آلیاژ شامل 60 درصد نیکل، 18 درصد کروم، 16 درصد مولیبدن، 3 درصد آهن، 2 درصد کبالت به همراه مقادیری از سیلیکون، گوگرد، کربن و تیتانیوم می باشد. این ماده هم خاصیت ضد خورندگی و هم داکتیلیته خوبی دارد و می توان بر روی آن فرایند کشش عمیق را انجام داد. 

هستلوی C22

این آلیاژ یکی از پر استفاده ترین آلیاژ ها در سیستم های گوگرد زدایی از گاز دودکش و مخازن دارو سازی می باشد. معمولاً دارای 58 درصد نیکل، 20 درصد کروم، 13 درصد مولیبدن، 3.5 درصد آهن، 3 درصد تنگستن، 2.5 درصد کبالت و عناصر دیگر می باشد. این آلیاژ را برای مصارف جوشکاری نیز زیاد بکار می برند، البته در محیط هایی با دمای بالای 676 درجه سانتی گراد نباید استفاده شود. 

هستلوی C276

این گرید ماده ای استاندارد برای پالایش نفت و حوزه پتروشیمی به شمار می رود. هستلوی C276 شامل 16 درصد مولیبدن، 15 درصد کروم، 5.5 درصد آهن، 4 درصد تنگستن بوده و درصد باقی مانده را نیکل و عناصر دیگر تشکیل می دهند. 

این ماده مقاومت عالی به خوردگی حفره ای و بین دانه ای و همچنین عوامل اکسید کننده دارد. از این آلیاژ نباید در مجاورت نیتیریک اسید با غلظت و حرارت بالا استفاده نمود. 

هستلوی نوع G

این گرید معمولاً دارای تنگستن نیز می باشد. این گروه از هستلوی را می توان با روش های خاص، مانند جوشکاری تیگ (تنگستن با گاز محافظ)، جوش SMAW (جوش برق) و جوش SAW (جوش زیر پودری) جوشکاری نمود. 

هستلوی G3

هستلوی G30

هستلوی G30 40 درصد نیکل، 30 درصد کروم، 15 درصد آهن و 5 درصد کبالت دارد. این آلیاژ به طور خاص نسبت به فسفریک اسید تولید شده از فرایند تَر مقاوم است. 

مزایای هستلوی

تهیه آسان

 نیکل که یکی از مواد اصلی سازنده هستلوی می باشد، پنجمین عنصر فراوان در زمین است. نیکل همچنین عنصری شناخته شده برای ترکیب با فلزات دیگر و تولید آلیاژ به شمار می رود. به همین دلیل تهیه و استفاده از آلیاژ هستلوی راحت و به صرفه است.

تولید آن مزایای زیادی را به همراه خواهد داشت

به طور کلی هستلوی را می توان با روش های رایج جوش، جوشکاری نمود. این روش ها شامل جوش میگ، جوش تیگ و ... هستند. با استفاده از هستلوی، تولیدکنندگان می توانند طول عمر تجهیزات خود را بالا ببرند.