سبائك نيكل فائقة. ولكلٍّ مَيدانه. الطيران أم الكيمياء.

يجمع Inconel 718 خمس مزايا: متانة عالية في الحرارة، بإجهاد خضوع 1035 ميجاباسكال حتى 650 درجة مئوية؛ وعمر كلال جيّد للأجزاء الدوّارة؛ وقابلية للّحام؛ وقاعدة موردين راسخة؛ وتكلفة معتدلة قياسًا بسائر السبائك الفائقة. وهو حصان العمل في أقراص التوربينات الغازية، والأجزاء الدوّارة في المحرّكات، وأدوات التثبيت في الطيران. ومن أنواعه Inconel 625، وهو مقوّى بالمحلول الصلب ويعمل في حرارة مماثلة، وInconel X-750، وهو درجة أقدم متصلّدة بالترسيب.

يحتمل C-276 البيئات المؤكسِدة والمختزِلة معًا، في حين تميل أكثر السبائك إلى إحداهما دون الأخرى. وإلى ذلك مقاومة عالية للكلوريدات إذ يبلغ PREN عنده 65، ويتحمّل الكلور الرطب، ويستقبل حمض الكبريتيك والهيدروكلوريك والفوسفوريك، ويقاوم التشقّق الإجهادي التآكلي. ففي مصانع العمليات ذات الكيمياء المختلطة أو غير المؤكّدة يكون C-276 السبيكة الجامعة. ثمنه مرتفع، لكنّ مادّة واحدة تحلّ مشكلات عدّة.

Inconel 625 مقوّى بالمحلول الصلب ولا ينفع فيه التعامل الحراري، غير أنّ مقاومته للتآكل أفضل من 718. ويُستعمل في المجمّعات الملحومة التي لا تحتاج تعتيقًا بعد اللحام، وفي الخدمة الحامضة للنفط والغاز بشهادة NACE، وفي الصناعات الكيميائية. أمّا Inconel 718 فيتصلّد بالترسيب، أي يُعتَّق، ومتانته أعلى بكثير — إجهاد خضوع 1035 ميجاباسكال مقابل 460 — ولحامه أعسر. ويُستعمل في هياكل الطيران وفي الأجزاء الدوّارة من المحرّكات. وبإيجاز: 625 للكيمياء، و718 للميكانيكا.

كلاهما مشهور بعسر التشغيل. فهما يتصلّدان بالشغل — كالفولاذ المقاوم للصدأ بل أسوأ — ويسوقان الحرارة سوقًا رديئًا فتتكاثف عند العُدّة، ورقائقهما تلتصق. والأساليب: كربيد حادّ يُبدَّل كثيرًا، وسرعات قطع بطيئة من 20 إلى 30 مترًا في الدقيقة، وتغذية غزيرة للسبق على التصلّد، وسائل تبريد غامر، وتثبيت صُلب لا غنى عنه. وتكلفة التشغيل ثلاثة إلى خمسة أضعاف فولاذ مكافئ. وفي كمّيات الإنتاج تجدي عُدد السيراميك أو CBN. فاحسب في تسعيرتك زمنًا وكلفةً إضافيين.

يكلّف Inconel 718 من 50 إلى 80 دولارًا للكيلوجرام، وHastelloy C-276 من 60 إلى 100. وقارِن ذلك بالفولاذ المقاوم للصدأ 316L من 5 إلى 8، والثنائي 2507 من 15 إلى 20، وTi-6Al-4V من 60 إلى 80، والنيكل النقي 200 من 25 إلى 35، وMonel 400 من 30 إلى 50. فلا تُوصِّف سبائك النيكل الفائقة إلّا حين يبرّرها الأداء، فهي كثيرًا ما تبلغ خمسة إلى عشرة أضعاف ثمن الفولاذ المقاوم للصدأ. وراجع بتأنٍّ هل يفي بالغرض فولاذ ثنائي الطور أو فولاذ خاصّ.

Rene 41 وWaspaloy للطيران عند حرارات عالية جدًّا من 700 إلى 900 درجة مئوية. وHaynes 230 يقاوم الأكسدة حتى 1150 درجة ويدخل في غرف احتراق التوربينات الغازية. وHaynes 25، ويُعرف بـL605، أساسه الكوبالت ويحتمل حرارات أعلى. وMP35N يجمع بين اللامغناطيسية والمتانة العالية ومقاومة التآكل، وNimonic 90 سبيكة طيران بريطانية قديمة. وللتطبيقات القصوى الخاصّة استشر موردًا متخصّصًا في السبائك الفائقة، فثمّة سبائك كثيرة لحاجات ضيّقة. ومع ذلك يغطّي Inconel وHastelloy ثمانين في المئة من الاستعمالات.