ذوب و آلیاژسازی تحت خلا (VIM):

یکی از پیشرفته­ترین روش­های ذوب در جهان استفاده از کوره VIM یا (Vacuum Induction Melting) است. در این نوع کوره با استفاده از پمپ­های خلا، اتمسفری خنثی برای ذوب و ریخته­گری ایجاد می­شود. از کوره VIM غالباً جهت ذوب و ریخته­گری سوپرآلیاژها استفاده می­شود. انواع سوپرآلیاژهای پایه نیکل، نیکل-آهن و کبالت را می­توان از این طریق ذوب نمود. از ویژگی بارز شمش­های تولید شده به روش VIM می­توان به کیفیت بالا، میزان ناخالصی (گازهای مزاحم) اندک و همگن بودن اشاره نمود. همچنین از مهمترین خدمات گروه مهندسی توسعه آلیاژهای نوین، آلیاژ سازی (Alloying) تحت خلا است.

امروزه یکی از پیشرفته­ترین و مهمترین اصول تولید آلیاژها نحوه صحیح آلیاژسازی است. از طریق آلیاژسازی طیف بسیار گسترده­ای از انواع مختلف آلیاژهای مهندسی را می­توان تولید نمود. آلیاژسازی  تحت خلا قابلیت ترکیب انواع عناصر را به­صورت یک شمش می­دهد چراکه در ذوب هواریز بعضی از عناصر را بدلیل فشار بخار بالا (High Vapor Pressure) یا اکسید شدن نمی­توان به ذوب افزود. گروه مهندسی توسعه آلیاژهای نوین با بهره­مندی از این تکنولوژی، توانایی ذوب و ریخته­گری تحت خلا انواع سوپرآلیاژها را داشته و بسته به سفارش مشتریان اقدام به تولید محصولات متنوعی در این زمینه نموده است. از جمله تولیدات مجموعه از طریق ذوب تحت خلا می­توان به آلیاژهای ذیل اشاره نمود:

Inconel 718

Inconel 625

Inconel 600

Udimet alloy 520

Incoloy 825

Haynes 25 (L-605)

FSX 414

تصفیه­ سازی تحت خلا (VAR)

آلیاژهای عملکرد بالا (High Performance Alloys) و سوپرآلیاژها پس از ذوب تحت خلا (VIM)، بایستی تحت یک مرحله تصفیه سازی یا ذوب مجدد تحت خلا (Vacuum Arc Remelting) قرار گیرند، طی این مرحله شمش حاصل از ذوب قبلی بعنوان یک الکترود در کوره VAR بسته شده و با ذوب تحت خلا در قالب مسی آبگرد تبدیل به شمش نهایی می­شود. برای این منظور مابین شمش یا الکترود (کاتد) و حوضچه مذاب درون قالب (آند) یک قوس با جریان مستقیم با ظرفیتی حدود 10 هزار آمپر ایجاد می­شود. در این مرحله تمام ناخالصی­ها و گازهای مزاحم از شمش حذف شده و شمش با ساختار همگن و بدون ناخالصی حاصل خواهد شد. امروزه تمام کشورهای صنعتی و پیشرفته برای تولید سوپرآلیاژها، تیتانیوم و دیگر آلیاژهای عملکرد بالا از کوره تصفیه ساز VAR با ظرفیت­های مختلف (از چندین کیلو تا چندین تن) استفاده می­کنند.

از اصلی­ترین مشخصات کوره VAR موجود در کارخانه گروه مهندسی توسعه آلیاژهای نوین می­توان به موارد ذیل اشاره نمود:

توان ایجاد متوسط خلا bar 5- 10 با پشتیبانی سه پمپ خلا

تولید شمش­ تا قطر 250 میلی­متر

تولید شمش تا وزن 200 کیلوگرم

ایجاد ذوب از طریق جریان تا KA 11

مجهز به دو برج خنک کننده (Cooling tower) همراه با کنترلرهای ورود و خروج آب به سیستم (flow switch) جهت کنترل دبی آب.

مجهز به اتوماسیون و کنترل کامپیوتری کامل فرآیند ذوب

عملیات حرارتی تحت خلا (H.T)

عملیات حرارتی از اصلی­ترین مراحل جهت تعیین خواص نهایی یک آلیاژ است. این خواص شامل استحکام، چقرمگی، سختی، قابلیت ماشینکاری، انعطاف­پذیری و غیره است. سیکل عملیات حرارتی غلط برای فلزات و آلیاژها می­تواند منجر به خسارات سنگینی شود. عملیات حرارتی مختلف نظیر تنش­گیری، همگن­سازی، آنیلینگ، تمپرینگ و غیره هر کدام سبب می­شود که رفتار آلیاژ در محیط­های سرویس مختلف، متفاوت باشد. برای سوپرآلیاژها و آلیاژهای تیتانیوم معمولاً دو نوع عملیات حرارتی انجام می­شود: 1-عملیات انحلالی 2- عملیات پیرسازی. اکثر این آلیاژها بصورت آنیل انحلالی شده در بازار عرضه می­شوند.

عملیات حرارتی انحلالی

طی این فرآیند برای سوپرآلیاژها (معمولاً با ساختاری دو یا چندگانه) قطعه تا دماهای بالا (ناحیه تک فاز) حرارت داده می­شود و با انتخاب زمان و دمای مناسب به ساختاری همگن رسیده و قطعه سپس کوئنچ می­شود، اما برای فولادها در فرآیند آنیلینگ نمونه بایستی به آهستگی سرد شده تا از وقوع هر گونه ترک احتمالی و توسعه ساختار مارتنزیتی حتی الامکان جلوگیری شود. این فرآیند غالباً پس از عملیات­هایی نظیر کارسرد و کارگرم که قطعه میزان تغییرشکل زیادی دیده و ترد شده است مرسوم است و سبب می­شود انعطاف­پذیری (داکتیلیته) برای فلز ارتقا یابد.

عملیات حرارتی پیرسازی

پیرسازی معمولاً در دماهای کمتری نسبت به عملیات انحلالی انجام می­پذیرد. پیرسازی با هدف افزایش سختی و چقرمگی آلیاژها و در ناحیه دو یا چند فازی انجام می­گیرد. طی این فرآیند میزان رسوب برخی از فازهای ثانویه شامل کاربیدها یا نیتریدها در ساختار تغییر کرده و سبب بهینه سازی میزان سختی می­شود. قطعات و شمش­ها پس از عملیات پیرسازی غالباً در هوا خنک می­شوند. همچنین برای برخی از سوپر آلیاژها نظیر Inc 718 عملیات پیرسازی سبب رسوب فازهای گاما پرایم Ni3(Al,Ti) و گاما دبل پرایم (Ni3Nb) می­شود که این فازهای منظم سب بهبود خواص مکانیکی نظیر استحکام و مقاومت به خزش در آلیاژ می­شوند.

 عملیات حرارتی برخی از آلیاژهای خاص نظیر تیتانیوم­ها، نیوبیم­، زیرکونیم، تانتالم و ... بایستی تحت خلا انجام گیرد. همچنین برخی از آلیاژها بایستی تحت گاز هیدروژن یا گاز خنثی (نظیر Ar/He) عملیات حرارتی روی آن­ها اعمال شود. آلیاژهای مختلف عملیات حرارتی تحت خلا سبب یکنواختی بهتر سختی و عدم اکسید شدگی سطح و ماشینکاری و پرداخت کمتر می­شود.

مشخصات کوره عملیات حرارتی تحت خلا گروه مهندسی توسعه آلیاژهای نوین:

ابعاد مفید محفظه 20×20×60 سانتی متر

توان ایجاد خلا بسیار بالا و تا bar 7- 10 از طریق پمپ­های خلا قدرتمند

مجهز به سیستم کنترل شده دمش گاز خنثی

مجهز به سیستم کنترل شده دمش گاز هیدروژن

مجهز به سیستم ورود و خروج آب و کنترل دبی از طریق flow switch ها

مجهز به سیستم کوئنچ اتوماتیک

مجهز به PLC و کنترل کامپیوتری تمامی مراحل

متالوگرافی

غالباً اکثر ویژگی­های یک آلیاژ را می­توان از ریزساختار آن تفسیر نمود. ریزساختار تمامی آلیاژهای مهندسی پس از تولید و قبل از هرگونه سرویس­دهی بایستی به­دقت بررسی شوند. آزمایشگاه متالوگرافی از قدیمی­ترین و کاربردی­ترین آزمایشگاه­ها در کارخانجات تولید مواد به­شمار می­رود. در این قسمت تکه (نمونه­ای) از محصول مورد نظر برش خرده و پس از مانت شدن در رزین­های مخصوص، توسط سنباده (با مش­های مختلف) و دستگاه پولیشر، براق و صیقلی می­شود و سپس نمونه در محلولی خورنده (اصطلاحاً اچ) می­شود. نمونه پس از شست و شو زیر میکروسکوپ در بزرگنمایی­های مختلف بررسی می­شود.

آزمایشگاه متالوگرافی گروه مهندسی توسعه آلیاژهای نوین با بهره­مندی از تجهیزات مناسب آماده ارائه انواع خدمات متالوگرافی به صنعتگران و دانشجویان گرامی است:

مانت سرد و گرم، آماده سازی نمونه، پولیش نمونه

بررسی توزیع اندازه دانه و تعیین اندازه دانه در ساختار با استفاده از نرم افزارهای Celemex و Image Analyser

بررسی توزیع رسوبات (کاربیدها، نیتریدها، اکسیدها و...) و تعیین اندازه و شکل آن­ها

تعیین فازها و تفسیر ریزساختار

بررسی جهت­گیری دانه­ها

انواع خدمات میکرو و ماکرو اچ برای انواع آلیاژها

خدمات الکترو اچ و اچ رنگی آلیاژها

مکانیکی

از مهم­ترین ویژگی­های هر محصول فلزی، خواص مکانیکی آن متریال است. خواصی نظیر استحکام، عمر گسیختگی، انعطاف­پذیری، مقاومت به ضربه و سختی از اصلی­ترین مشخصه­های آن محصول است که می­توانند تعیین کننده کاربرد محصولات باشند. با توجه به حساسیت کاربرد آلیاژهایی نظیر سوپرآلیاژها و آلیاژهای تیتانیوم، خواص مکانیکی این مواد پس از تولید و قبل از سرویس­دهی به دقت بررسی خواهند شد و در صورت گذراندن (موفقیت آمیز بودن) استانداردهای مربوطه، قابل فروش یا سرویس برای صنایع مرتبط هستند. گروه مهندسی توسعه آلیاژهای نوین با ارائه خدمات آزمایشگاه مکانیکی، تمامی محصولات خود را قبل از تحویل به مشتریان عزیز تست کرده و در صورت حصول اطمینان از استاندارد بودن اعداد بدست آمده محصولات خود را عرضه می­کند.