سوپرآلیاژها و معرفی آن ها

سوپرآلیاژ چیست؟

به طور کلی به آلیاژهایی اطلاق می­‌شود که بر پایه عناصر نیکل، کبالت و آهن-نیکل هستند که با افزودن عناصری نظیر کروم، مولیبدن، تنگستن، نیوبیم و تیتانیوم مستحکم می­شوند. همچنین به این آلیاژها High performance alloy یا آلیاژهای با عملکردبالا نیز گفته می­شود. از لحاظ کاربرد، سوپرآلیاژها به سه دسته تقسیم می­شوند: 1-آلیاژهای مقاوم به سایش 2-آلیاژهای مقاوم به خوردگی 3-آلیاژهای با قابلیت سرویس­‌دهی در دمای بالا. این آلیاژها بصورت ریختگی و کار شده سرویس­‌دهی می­‌کنند که به­‌طور معمول آلیاژهای ریختگی آن دارای میزان بیشتری کربن بوده و بیشتر کاربردهای سایشی دارند. سوپرآلیاژها در جهان از سال 1930 میلادی تاکنون با سیر صعودی قابل توجهی توسعه یافته­اند به­‌طوری­که با به‌­روزرسانی ترکیب شیمیایی و بهبود خواص مکانیکی آن­ها از طریق عملیات­‌های بعدی نظیر عملیات حرارتی، بیش از پیش مورد استقبال صنعتگران قرار گرفت. پیش­بینی شده است مصرف سوپرآلیاژهای پایه نیکل در صنایع مختلف تا سال 2023 میلادی حدود دو برابر سال 2017 میلادی شود.

 نحوه تولید و تولیدکنندگان

 سوپرآلیاژها با هدف بهبود خواص مکانیکی فولادها در دمای بالا از حدود نیم قرن پیش در صنایع هوایی توسعه یافتند. کوره‌­های ذوب تحت خلا اصلی‌­ترین راهبرد توسعه سوپرآلیاژها بودند. با استفاده از این کوره میزان ناخالصی ذوب به حداقل رسید و همچنین این اجازه داده شد که عناصر فعالی نظیر: تیتانیوم (Ti) و آلومینیم (Al) به آن­ها اضافه شود. چرا که این عناصر میل شدیدی به اکسید شدن داشته و سریعاً از ذوب خارج می­شوند. همچنین پس از ذوب تحت خلا نیز یک مرحله تصفیه­سازی تحت سرباره الکتریکی (Electro Slag Remelting) نیز معمولاً روی شمش تولید شده اعمال می­‌شود که سبب همگن شدن مجدد شمش می­‌شود. همچنین نیاز به تمهیدات خاص شکل­‌دهی برای آلیاژهای کارشده (نظیر نورد و فورج با موتورهای توان بالا)، تمایز تولید آن­ها را نسبت به دیگر آلیاژها بیشتر نمایان می­‌کند. کشورهایی نظیر ایالات متحده امریکا، ژاپن، آلمان و چین اصلی­‌ترین تولید کنندگان سوپرآلیاژها در دنیا هستند. از مهم­ترین شرکت­‌های تولید کننده سوپرآلیاژ در دنیا می‌­توان به:

·      Haynes international

·      Stellite

·      Special metals

·      Mitsubishi metal corporation

·      VDM metals اشاره کرد.


کاربردها:

به­ طورکلی سوپرآلیاژها در کلیه صنایعی که نیاز به سرویس‌­دهی در دمای بالا دارند، مورد استفاده و توجه هستند. برخی از سوپرآلیاژها حتی می‌­توانند در دماهایی بیش از C ֯ 1000 نیز سرویس­ دهی کنند. همچنین سوپرآلیاژها مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی داغ ناشی از در معرض بودن گازهای خورنده، دارند. گازهای سولفیدی و اکسیدی ناشی از احتراق در دماهای بالا سبب تخریب برخی از فولادها می­شد که با سوپرآلیاژها جایگزین شدند.

چشم انداز

گزارش­‌ها حاکی از آن است که در سال 2013 میلادی حدود 300 هزار تن سوپرآلیاژ در جهان تولید شده است که متاسفانه ایران سهمی در این تولید نداشته است. همچنین پیش­بینی صنعتگران بر این است که سوپرآلیاژها در سالیان آینده در صنایع دیگری از قبیل خودروسازی توسعه می­یابد. قوانین مربوط به محیط زیست و طول عمر خودروها، سازنده‌­های اتومبیل­‌ها و طراحان سیستم اگزوز را به استفاده از آلیاژهای با عملکرد بالا در دستگاه­‌های مدرن سوق داده است. میزان مصرف سوپرآلیاژها در صنایع هوافضا تا پنج سال آینده یک و نیم برابر افزایش خواهد یافت. همچنین امروزه در صنعت استخراج نفت و گاز در ساخت شیرها، پمپ­‌ها، مخازن و دستگاه تقطیر نفت خام از سوپرآلیاژها استفاده می­‌شود. با توجه به چشم انداز مصرف سوپرآلیاژها در جهان به نظر می­رسد تقاضا برای خرید سوپرآلیاژها بین سالیان اخیر تا 2023 افزایش می­یابد و کشورهایی که تکنولوژی تولید را در اختیار دارند پیشرفت چشمگیر اقتصادی و صنعتی خواهند داشت.

توان شرکت

با توجه به عدم توجه کافی به صنعت سوپرآلیاژها در کشور، تأمین منابع مالی حتی تحت شرایط فعلی و تحریم‌­ها و محدودیت­‌ها نباید عاملی بازدارنده باشد. با توجه به مطالب مذکور و توسعه مصرف سوپرآلیاژها در سایر صنایع؛ تهیه و تامین این آلیاژها موردی ضروری به نظر می­رسد. در راستای تحقق اهداف صنایع و محققان، شرکت هومان کیان صنعت آریا برآن است که تهیه و تامین کلیه آلیاژهای با عملکرد بالا و بخصوص سوپرآلیاژها را همراه با استانداردهای لازم عهده بگیرد تا که گامی هرچند کوچک در راستای صنعتی شدن ایران عزیز باشد.