فولاد ساختمانی

روکش کاری اینکونل 718 با پودر کاربید تنگستن به روش پیش نشانی با استفاده از لیزر Nd:YAG

فرآیندهای لیزری به صورت گسترده ای جهت بهبود خواص سطحی قطعات و اجزا مورد استفاده قرار می گیرند. فرآیند روکش کاری با استفاده از پرتو لیزر روش نسبتاً جدیدی است. که می تواند جهت بهبود خواص سطحی به کار رود. در این پژوهش، روکش کاری سطح سوپرآلیاژ پایه نیکل اینکونل 718. توسط پودر کاربید تنگستن به روش پیش نشانی با استفاده از لیزر Nd:YAG مورد بررسی قرار گرفت.

توان متوسط لیزر، عرض پالس، فاصله ای نقطه ای کانونی از سطح قطعه و پارامترهای پیش نشانی. به عنوان پارامترهای ورودی می باشند. در حالی که میزان رقیق شدن پوشش، عمق ذوب شدگی از قطعه، میزان تخلخل پوشش. و تعداد ترک های عرضی مورد ایجاد. در پوشش خروجی فرآیند می باشند. نتایج تجربی نشان می دهد. که چگالی انرژی لیزر بر روی سطح زیر لایه مهمترین پارامتری می باشد. که تعداد ترک های عرضی را تحت تأثیر قرار می دهد.

همچنین تغییر میزان توان متوسط لیزر بیشترین تأثیر را بر روی رقیق شدگی پوشش و تخلخل آن دارد. بعلاوه، در روکش کاری سطوح بزرگتر، همپوشانی به میزان 50% بین پاس های مجاور، بهترین نتایج را حاصل می کند. نتایج تجربی نشان می دهند. که با تنظیم دقیق پارامترهای مربوط به روکش کاری لیزری می توان به یک پوشش مناسب دست یافت. با مقایسۀ نتایج حاصل از این روش و روش های سنتی می توان نتیجه گرفت. که روکش کاری لیزری می تواند. به عنوان یک روش جایگزین مناسب جهت ایجاد پوشش بر روی سطوح مواد مطرح گردد.

در کاربردهای صنعتی معمولاً نیاز به قطعات با خواص سطحی ویژه. همچون مقاومت به خوردگی مقاومت به سایش و سختی بالا وجود دارد. یک راه حل منطقی و کم هزینه عبارت از ایجاد خواص مورد نظر. تنها بر روی سطوح مورد نیاز از قطعه می باشد. استفاده از جوشکاری برای این منظور باعث رقیق شدن بالای پوشش، ایجاد میکروساختار خشن و ایجاد ترک گرم می شود. با بکارگیری فرآیند روکش کاری می توان از مشکلات مورد ذکر را تا حد زیادی ممانعت نمود. در این روش، فازهای سخت در هنگام تابیدن پرتو لیزر به صورت درجا ایجاد می گردند. واکنش بین ذرات مذاب در این روش در منطقه ای محدود روی می دهد. بنابراین در قطعاتی که سطح آنها در معرض شرایط حاد خورنده یا ساینده قرار دارد. می توان بدون تغییر در خواص کل ماده. خواص سطحی قطعه کار را با لایه ای نازک از مواد مناسب بهبود بخشید.

اینکونل 718 (با نام استاندارد UNS N07718) یک سوپرآلیاژ آستنیتی بر پایه نیکل-کروم است. که با عناصر آلیاژی مانند نیوبیوم، مولیبدن، آهن، تیتانیوم و آلومینیوم تقویت شده است. این ترکیب باعث ایجاد خواص مکانیکی فوق‌العاده در دماهای بالا و محیط‌های خورنده می‌شود.

🛠️ کاربردهای صنعتی

اینکونل 718 به دلیل خواص منحصر به‌فردش در صنایع زیر استفاده می‌شود:

هوافضا: قطعات موتور توربین گازی، دیسک‌ها، فنرها، آب‌بندها

نیروگاه‌ها: تجهیزات مقاوم به حرارت و فشار

پتروشیمی: مبدل‌های حرارتی، شیرآلات، اتصالات

صنایع هسته‌ای: اجزای مقاوم به خوردگی و دمای بالا

خودروسازی پیشرفته: قطعات عملکردی در شرایط شدید

تحلیل برگشت فنری در خمکاری ورق‌های فولادی

پدیده برگشت فنری یکی از چالش‌های مهم در فرآیند خمکاری ورق‌های فولادی محسوب می‌شود که مستقیماً بر دقت ابعادی قطعه نهایی تأثیر می‌گذارد.

این پدیده زمانی رخ می‌دهد که پس از اعمال نیرو و انجام تغییر شکل، بخشی از تغییرات الاستیک ماده آزاد شده و موجب بازگشت جزئی ورق به حالت اولیه گردد.

عوامل متعددی بر میزان برگشت فنری تأثیرگذار هستند که از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به نوع فولاد، ضخامت ورق، شعاع خمکاری، روش خمکاری، تنش‌های پسماند و اثر باوشینگر اشاره نمود.

فولادهایی با مدول یانگ بالا و استحکام کششی زیاد مانند AISI 1095 و AISI 301 معمولاً برگشت فنری بیشتری نشان می‌دهند. همچنین، ورق‌های نازک‌تر به دلیل نسبت بالای شعاع خم به ضخامت، مستعد برگشت فنری شدیدتری هستند.

انتخاب روش خمکاری نیز نقش تعیین‌کننده‌ای دارد؛ به‌طوری‌که خمکاری سرد موجب افزایش برگشت فنری، و خمکاری گرم یا القایی موجب کاهش آن می‌گردد. اثر باوشینگر و تنش‌های پسماند نیز رفتار ماده را پیچیده‌تر کرده و پیش‌بینی دقیق زاویه نهایی خم را دشوارتر می‌سازد.

در این مقاله، با ارائه جداول مقایسه‌ای، مثال‌های عددی، و معرفی گریدهای فولادی مناسب، راهکارهایی برای کنترل و کاهش برگشت فنری پیشنهاد شده است. هدف آن است که طراحان صنعتی، مهندسان مکانیک و متخصصان تولید بتوانند با شناخت دقیق این پدیده، فرآیند خمکاری را بهینه‌سازی نموده و دقت ابعادی قطعات را افزایش دهند.

این تحلیل می‌تواند در صنایع خودروسازی، سازه‌های فلزی، تجهیزات صنعتی و تولید قطعات دقیق مورد استفاده قرار گیرد.

لوله X52 یکی از گریدهای پرکاربرد در استاندارد API 5L است که به‌طور گسترده در خطوط انتقال نفت، گاز و آب استفاده می‌شود.

این لوله با حداقل استحکام تسلیم 52,000 psi، تعادل مناسبی میان مقاومت مکانیکی، قابلیت جوشکاری و قیمت ارائه می‌دهد.

ترکیب شیمیایی کنترل‌شده آن شامل کربن، منگنز، فسفر و گوگرد است که خواص فیزیکی مطلوبی را فراهم می‌کند. لوله X52 در دو سطح PSL1 و PSL2 تولید می‌شود که نوع PSL2 دارای الزامات سخت‌گیرانه‌تری در تست و کیفیت است.

این لوله در برابر فشار، رطوبت و خوردگی مقاومت خوبی دارد و با پوشش‌هایی مانند اپوکسی یا پلی‌اتیلن سه‌لایه، عمر مفید آن افزایش می‌یابد. قابلیت جوشکاری بالا، آن را برای پروژه‌هایی با اتصالات زیاد مناسب کرده است.

در ایران، تولیدکنندگانی مانند لوله‌سازی اهواز و فولاد اکسین این محصول را با کیفیت بالا عرضه می‌کنند. همچنین برندهای بین‌المللی مانند Tenaris و Vallourec در بازار جهانی فعال هستند. لوله X52 در پروژه‌های صنعتی، پالایشگاه‌ها و خطوط انتقال بین‌شهری کاربرد فراوان دارد.

این مقاله به بررسی کامل ویژگی‌ها، مزایا و کاربردهای لوله X52 می‌پردازد. انتخاب صحیح این گرید می‌تواند نقش مهمی در افزایش ایمنی و بهره‌وری پروژه‌های انرژی ایفا کند.

گرید X لوله فولادی یکی از پرکاربردترین انواع لوله در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی است که بر اساس استاندارد API 5L طبقه‌بندی می‌شود.

این گریدها با حرف “X” و عددی که نشان‌دهنده حداقل مقاومت کششی (ksi) است، شناخته می‌شوند؛ مانند X42، X52، X60، X65 و X70. لوله‌های گرید X به دلیل استحکام بالا، مقاومت در برابر فشار و قابلیت جوشکاری، گزینه‌ای ایده‌آل برای خطوط انتقال طولانی و پرتنش هستند.

ترکیب شیمیایی این لوله‌ها شامل کربن، منگنز، فسفر و گوگرد است که با کنترل دقیق، خواص مکانیکی بهینه‌ای ایجاد می‌کند. گریدهای بالاتر مانند X65 و X70 برای محیط‌های خورنده و دماهای بالا مناسب‌ترند.

در ایران، تولیدکنندگانی مانند لوله‌سازی اهواز و فولاد اکسین اهواز این لوله‌ها را با کیفیت بالا تولید می‌کنند. همچنین برندهای بین‌المللی مانند Tenaris، Vallourec و Nippon Steel در بازار جهانی فعال هستند.

لوله X52 به‌عنوان یکی از محبوب‌ترین گریدها، تعادل مناسبی بین قیمت، مقاومت و قابلیت اجرا دارد. استفاده از این گریدها در پروژه‌های انتقال نفت و گاز باعث افزایش ایمنی، دوام و بهره‌وری می‌شود. انتخاب صحیح گرید X بر اساس شرایط فنی پروژه، نقش کلیدی در موفقیت آن دارد.