האם Inconel יקר יותר מנירוסטה?
בעת ביצוע חלק חדש, שאלה חשובה היא באיזו מתכת להשתמש. אמנם הבחירה קלה, כמו בחירה בפלדת פחמן רגילה מכיוון שהיא זולה יותר, אך ייתכן שליישומים אחרים אין תשובה כה ברורה. כאשר מחליטים על החומרים לשימוש ושיטת ייצור החלק, ישנן מספר שאלות שצריך לענות עליהן:
1. מהם התנאים לחלק זה?
2. איזה סוג של כוח אני צריך?
3. מה המחיר של החלק הזה שאני צריך?
אם חלק דורש חוזק מעולה ועמידות בפני קורוזיה בטמפרטורות גבוהות, אז Inconel היא הבחירה הטובה ביותר. מצד שני, רכיבים המשמשים לטיפול באספקה רפואית עשויים להיות מתאימים יותר לסגסוגות נירוסטה. המשך מאמר זה מתעד לאילו יישומים נוספים ניתן להשתמש בשתי המתכות הללו.
אינקונל
Inconel הוא סוג של סגסוגות-על מבוססות ניקל-כרום עם עמידות גבוהה בפני קורוזיה, עמידות בפני חמצון, חוזק בטמפרטורה גבוהה ועמידות בפני זחילה. Inconel מסוגלת לעמוד בטמפרטורות גבוהות ובסביבות קורוזיביות במיוחד בשל שני גורמים.
ראשית, התרכובת הבין מתכתית Ni3Nb נוצרת בשלב גמא bis(ɣ''). שלב בין-מתכתי זה פועל כ"דבק" על גבולות התבואה. "דבק" זה מונע מהגרגרים לגדול בגודלם בחימום לטמפרטורות גבוהות (ברוב המקרים, גרגרים קטנים יותר פירושם חוזק גדול יותר, בעוד גרגרים גדולים יותר פירושם גמישות רבה יותר). שנית, Inconel עמיד מאוד בפני קורוזיה עקב שכבת הפסיבציה הנוצרת בעת חימום. שני גורמים אלה הופכים את Inconel לסגסוגת אידיאלית עבור יישומים החל מטורבינות גז בחתך חם ועד לקידוח בים עמוק. אז מה הם החסרונות של סגסוגות אלו? הם יקרים, קשים לעבודה וקשים לעיבוד.
פלדת אל - חלד
נירוסטה מאופיינת בתכולת כרום העולה על 10.5% במשקל. ישנן חמש קטגוריות של נירוסטה:
אוסטניט
פֵרִיט
מרטנסיט
דופלקס
התקשות משקעים
פלדות אל-חלד אלו נקראות על שם המיקרו-מבנה שנוצר בסגסוגות אלו. פלדות אל-חלד דופלקס הן תערובת של מבנים מיקרו-אוסטניטיים ופריתיים, והתקשות משקעים פירושה שמשקעים יכולים להיווצר כדי להגביר את החוזק של סוג זה של נירוסטה. החוזק ועמידות בפני קורוזיה של נירוסטה תלויים במבנים מיקרו אלה. לדוגמא, פלדות אל-חלד אוסטניטיות יהיו קטגוריית הנירוסטה הבריחה ביותר, אך גם העמידה ביותר בפני קורוזיה. מצד שני, לסוג המרטנסיט יש חוזק גבוה יותר אך פחות עמידות בפני קורוזיה. לנירוסטה אוסטניטית מבנה גרגר שווה ציר גדול יותר בהשוואה למבנה המחרטה הקטן יותר בנירוסטה מרטנסיטית, מה שמקנה לה את התכונות הללו.
לכל פלדות הנירוסטה יש עמידות גבוהה יותר בפני קורוזיה מאשר פלדה מסורתית והן משמשות בכל דבר, החל מיישומי מטבח ובנייה מבנית ועד ליישומים ביו-רפואיים והכנת מזון.
Inconel לעומת נירוסטה: מה ההבדל?
דבר אחד, Inconel הוא הרבה יותר יקר מסגסוגות נירוסטה. לאינקונל יש גם עמידות טובה יותר בפני קורוזיה וחוזק בטמפרטורות גבוהות. עם זאת, פלדות כגון 17-4PH נירוסטה חזקות יותר מ-Inconel בטמפרטורות נמוכות יותר. כאשר בוחרים בין שתי סגסוגות שונות, הגורמים המכריעים העיקריים הם עלות, טמפרטורה וחוזק. אם נדרש רכיב בעלות נמוכה יותר אך חזק יחסית, עשויה נירוסטה להיות הבחירה הטובה ביותר. אם רכיבים קריטיים לאוויר דורשים טמפרטורות גבוהות, אז Inconel היא סגסוגת טובה יותר עבור היישום.
