کاربردهای آلیاژ نیکل 

آلیاژهای نیکل به دلیل خواص مکانیکی عالی، مقاومت در برابر خوردگی و پایداری در دمای بالا به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. این آلیاژها معمولاً از نیکل ترکیب شده با عناصر دیگری مانند کروم، آهن، مولیبدن، مس یا تیتانیوم تشکیل شده‌اند.

در اینجا چند مورد استفاده متداول از آلیاژهای نیکل آورده شده است:

1-صنعت هوافضا

(1) توربین ها و موتورهای گازی: سوپرآلیاژهای مبتنی بر نیکل مانند Inconel و Hastelloy در ساخت موتورهای جت، تیغه‌های توربین و سایر اجزای حیاتی که باید در برابر دما و فشار بسیار بالا مقاومت کنند، استفاده می‌شوند.

(2) موتورهای موشکی: آلیاژهای نیکل، به ویژه آنهایی که مقاومت در برابر دمای بالا دارند، در موتورهای موشکی و دیگر کاربردهای هوافضا که در آن مقاومت و مقاومت در برابر حرارت ضروری است، نیز استفاده می‌شوند.

2. صنایع شیمیایی و پتروشیمی

(1) مقاومت در برابر خوردگی: آلیاژهای نیکل در برابر محیط های تهاجمی مانند محیط های حاوی اسید، کلر و آب دریا مقاوم هستند. آلیاژهایی مانند Hastelloy و Monel در تجهیزات پردازش شیمیایی، مبدل های حرارتی، راکتورها و لوله کشی استفاده می شوند.

(2) کاتالیزورها و مخازن واکنش: در کارخانه های شیمیایی، از آلیاژهای مبتنی بر نیکل برای ساخت اجزایی استفاده می شود که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و پایداری در دمای بالا، در تماس مستقیم با مواد شیمیایی واکنش پذیر هستند.

3. کاربردهای دریایی

(1) مواد مقاوم در برابر آب دریا: آلیاژهای نیکل، مانند مونل (که یک آلیاژ مس نیکل است)، در برابر خوردگی توسط آب دریا بسیار مقاوم هستند و در کشتی سازی، سخت افزارهای دریایی و سکوهای نفتی دریایی استفاده می شوند.

(2) سیستم های نیروی محرکه دریایی: قطعاتی مانند پروانه ها و شفت ها از آلیاژهای نیکل ساخته شده اند تا در محیط های خشن دریایی مقاومت کنند.

4. کاربردهای الکترونیک و برق

(1). باتری ها: نیکل در باتری های قابل شارژ، به ویژه در باتری های نیکل-کادمیم (Ni-Cd) و نیکل-فلز هیدرید (NiMH) استفاده می شود که به طور گسترده در وسایل الکترونیکی مصرفی مختلف و وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می شود.

(2) کانکتورها و کلیدها: آلیاژهای نیکل به دلیل رسانایی الکتریکی خوب و مقاومت در برابر خوردگی در اتصالات الکتریکی، کلیدها و سایر اجزاء مورد استفاده قرار می گیرند.

5-صنعت هسته ای

پوشش سوخت و راکتورها: آلیاژهای نیکل به دلیل مقاومت در برابر آسیب تشعشع و عملکرد در دمای بالا در صنعت هسته ای برای پوشش سوخت و اجزای راکتور استفاده می شوند.

6. پردازش مواد غذایی و تجهیزات پزشکی

(1) ماشین آلات پردازش مواد غذایی: آلیاژهای نیکل به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر دماهای بالا اغلب در تجهیزات پردازش مواد غذایی استفاده می شوند.

(2) ابزار پزشکی و ایمپلنت: برخی از آلیاژهای نیکل (مانند آنهایی که تیتانیوم دارند) به دلیل زیست سازگاری و استحکام در وسایل پزشکی، ایمپلنت‌ها (مانند ایمپلنت‌های دندانی و مفصلی) و ابزارهای جراحی استفاده می‌شوند.

7. صنعت خودرو

(1) سیستم های اگزوز: آلیاژهای مبتنی بر نیکل به دلیل مقاومت در برابر حرارت و دوام در سیستم‌های اگزوز خودروهای با کارایی بالا، از جمله در اتومبیل‌های مسابقه‌ای استفاده می‌شوند.

(2) توربوشارژرها: بسیاری از توربوشارژرها از آلیاژهای مبتنی بر نیکل به دلیل توانایی آنها در تحمل دما و فشار بالای اگزوز ساخته می شوند.

8. عملیات حرارتی و کاربردهای کوره

(1) عناصر گرمایشی: آلیاژهای نیکل کروم به دلیل مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا به طور گسترده در عناصر گرمایش کوره های الکتریکی، اجاق ها و کاربردهای گرمایش صنعتی استفاده می شوند.

(2) اجزای کوره: آلیاژهای نیکل در قطعات کوره مانند لوله های مشعل و محفظه های احتراق که باید در محیط های با دمای بالا کار کنند استفاده می شود.

9. تجهیزات با دمای بالا

راکتورها و تجهیزات با دمای بالا: آلیاژهای نیکل مانند Inconel در صنایعی که نیاز به مقاومت در برابر اکسیداسیون، استحکام بالا و مقاومت در برابر خزش در دماهای بالا دارند استفاده می شود. این شامل تولید برق، پردازش مواد و سایر بخش‌های صنعتی با دمای بالا می‌شود.

10. ابزار و برنامه های کاربردی مقاوم در برابر سایش

ابزار برش و قالب: آلیاژهای نیکل در ساخت ابزارها و قالب ها، به ویژه در محیط هایی که مقاومت بالایی در برابر سایش و تغییر شکل مورد نیاز است، استفاده می شود.

11. سایر موارد استفاده

(1) آهنرباها: برخی از آلیاژهای نیکل برای ایجاد آهنرباهای دائمی (مثلاً به شکل آلیاژهای آلنیکو) استفاده می شود که در موتورهای الکتریکی و سایر کاربردها استفاده می شود.

(2) سوپرآلیاژها برای اجزای حیاتی: سوپرآلیاژهای مبتنی بر نیکل نیز در ساخت پره‌های توربین، قطعات هواپیما و قطعات در توربین‌های گاز برای تولید برق استفاده می‌شوند.

مزایای کلیدی آلیاژهای نیکل:

1-مقاومت در برابر خوردگی: به خصوص در محیط های خشن مانند آب شور یا محلول های اسیدی.

2. استحکام در دمای بالا: بسیاری از آلیاژهای نیکل استحکام و یکپارچگی خود را در دماهای بالا حفظ می کنند.

3-مقاومت در برابر اکسیداسیون: به خصوص در محیط های با دمای بالا و واکنش پذیر.

4. شکل پذیری و چقرمگی: شکل پذیری خوبی دارند و برای طیف وسیعی از کاربردها مناسب هستند.

به طور خلاصه، استفاده از آلیاژهای نیکل بسیاری از بخش‌های حیاتی، از جمله هوافضا، فرآوری شیمیایی، تولید انرژی و صنایع دریایی را در بر می‌گیرد که عمدتاً به دلیل خواص مکانیکی برتر و مقاومت در برابر شرایط شدید است.