نایمونیک(Nimonic)
نایمونیک یک علامت ثبت شده توسط special metals corporation می باشد که آن را می توان از خانواده ای از سوپر آلیاژ ها که خزش کم با درجه حرارت بالا و پایه خمیر می باشد. آلیاژی مانند نایمونیک که معمولا بیش از ۵۰ درصد نیکل و ۲۰ درصد کروم با مواد افزودنی مانند تیتانیوم و آلومینیوم ساخته شده است. خرید نایمونیک در دهه ۱۹۴۰ برای اولین بار توسط تیم تحقیقاتی در wiggin work در Hered ford انگلستان انجام شد، که برای حمایت از توسعه موتور جت ویتل ساخته شده بود. کاربرد اصلی در اجزای توربین گاز و عملکرد بسیار بالا در موتور های احتراق داخلی است.
به دلیل توانایی مقاومت در برابر دمای بسیار بالا ، Nimonic برای استفاده در قطعات هواپیما و اجزای توربین گاز مانند پره های توربین و نازل های اگزوز در موتورهای جت ایده آل است ، به عنوان مثال، در مواردی که فشار و گرما شدید است. در گریدهای مختلف از جمله Nimonic 75، Nimonic 80A و Nimonic 90 در دسترس است.
نایمونیک ۷۵
نایمونیک ۷۵، آلیاژ نیکل کروم با نسبت ۸۰-۲۰ است که برای کار در دماهای بالا (تا ۹۸۰ درجه سانتی گراد) طراحی شده است. نایمونیک ۷۵ در مواردی به کار می رود که مقاومت به خزش از اهمیت چندانی برخوردار نباشد، ولی مقاومت به خوردگی دما بالا همچون اکسیداسیون حائز اهمیت است. لذا نایمونیک ۷۵ گزینه ای مناسب و پرکاربرد در ساخت تجهیزات توربین گازی است که تحت بار مکانیکی بالایی قرار ندارند. از دیگر مشخصه هایی که نایمونیک ۷۵ را تبدیل به گزینه ای مناسب در ساخت پره های توربین کرده، قیمت مناسب، تولید آسان و شکل پذیری مناسب این آلیاژ است. دارای مقاومت مکانیکی مناسب و مقاومت به اکسیداسیون در درمای بالا می باشد. و از سال ۱۹۴۰ به عنوان یکی از آلیاژهای پرکاربرد در ساخت پره های توربین گازی به شمار می آید.
جوشکاری
روش های جوشکاری مورد استفاده برای این آلیاژ عبارتند از: GMAW, GTAW, SMAW. برای جوشکاری نایمونیک ۷۵, آلیاژ باید در شرایط آنیل شده باشد ولی چنانچه درصدی پایینی از کارسرد در قطعه وجود داشته باشد در بیشتر موارد، قبل از جوشکاری نیازی به آنیل کردن قطعه نیست. معمولا پس از فرآیند جوشکاری اعمال سیکل های پس گرم مورد نیاز نیست ولی چنانچه قرار باشد پس از فرآیند جوشکاری قطعه در محیط های حاوی Caustic Soda، Mercury Salts و Fluosilicates مورد استفاده قرار گیرد، در این شرایط انجام سیکل های تنش زدایی الزامی است.
نایمونیک ۸۰
فروش نایمونیک با کار در تاسیسات ویگین اینکو در بیرمنگام انگلستان توسط لئونارد سمر با توسعه آلیاژ Nimonic 80 در ۱۹۴۱ شناخته می شود و در Power Get W.2B استفاده می شود. چهار سال بعد آلیاژ نایمونیک ۸۰A ساخته شد آلیاژی که امروزه به طور گسترده در دریچه های موتور استفاده می شود و بعد از آن آلیاژ های قوی تری تولید می شوند. آلیاژ Nimonic 80 آلیاژ۵۰% نیکل ـ ۲۰% کروم کار شده و رسوب سخت شونده ای است که دارای مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون بسیار خوب و مقاومت کششی و خزش ـ گسیختگی بالا تا دمای ۸۱۵ درجه سانتی گراد می باشد. آلیاژ Nimonic 80 آلیاژی مشابه Nimonic 75 است، با این تفاوت که افزودن تیتانیوم و آلومینیوم استحکام و مقاومت به خزش این آلیاژ را تا مقدار بسیار زیادی افزایش می دهد. سر دریچه های اگزوز و همچنین چرخ توربین توربو شارژ را جای آن برای موتور توربوی Corvair Spyder از Nimonic 80A مورد استفاده قرار گرفته است. از این آلیاژ برای ساخت قطعات توربین گازی (پره ها، رینگ ها و دیسک ها)، پیچ و مهره ها، شیرها در موتورهای احتراق و بسیاری از کاربردهای دریایی، الکتریکی و اتومبیل سازی دیگر استفاده می شود. نخستین مکانیزم استحکام بخشی این آلیاژ رسوب فارهای ثانویه γ`و Ni3 AL می باشد که مقاومت خزشی در دمای بالا را تضمین می کند.
آنالیز نایمونیک ۸۰
جوشکاری
جوشکاری آلیاژ Nimonic 80a با فرآیندهای جوشکاری مقاومتی انجام پذیر است. در جوشکاری ضخامت های بالاتر از ۵ میلیمتر فرآیندهای جوشکاری پرتو الکترونی (Electron Beam Welding)، جوشکاری اصطکاکی (Friction Welding) و جوشکاری مقاومتی جرقه ای سر به سر (Flash-butt Welding) مورد استفاده قرار می گیرند. برای ضخامت های کمتر از ۵ میلیمتر، جوشکاری با فرآیدهای TIG و MIG انجام می شود. استفاده از این روش ها در ضخامت های بالاتر باعث ایجاد ترک های ریز و عمیق در فلز جوش و ناحیه HAZ می گردد. جوشکاری این آلیاژ باید در شرایط آنیل انحلالی انجام شود. پس از جوشکاری جهت رسیدن به خواص مطلوب انجام فرآیند پس گرم الزامی است.
نایمونیک ۹۰
نایمونیک ۹۰ آلیاژ نیکل- کروم-کبالت رسوب سخت شونده ای است که با افزودن تیتانیم و آلومینیوم استحکام آن افزایش می یابد. این آلیاژ دارای مقاومت تنش-گسیختگی و خزشی بالایی تا دمای ۹۲۰ درجه سانتی گراد می باشد. نایمونیک ۹۰، به دلیل درصد کبالت بالایی که در ترکیب خود دارد، دارای مقاومت به خزش و شکست در دماهای بالا تا ۹۲۰ درجه سانتی گراد است. وجود عنصر کروم در ترکیب این سوپرآلیاژ، تضمین کننده مقاومت به خوردگی دما بالا و مقاومت به اکسیداسیون این فلز است. علاوه بر مزایای یاد شده، شکل پذیری مناسب نایمونیک ۹۰ آن را تبدیل به یکی از بهترین گزینه ها جهت ساخت پره های توربین گازی کرده است.
جوشکاری
روش های جوشکاری آلیاژ نایمونیک ۹۰ و الزامات آن ، مشابه آلیاژ نایمونیک ۸۰ می باشد.
