الرئيسية › الدرجات › 50Cr-50Ni-Nb
صفحة الدرجة
مسبوكات 50Cr-50Ni-Nb: التركيب والخواص والاستخدامات
50Cr-50Ni-Nb سبيكة نيكل وكروم مصبوبة تحتوي على أجزاء متساوية تقريبًا من الكروم والنيكل مع إضافة صغيرة من النيوبيوم، وتحددها ASTM A560، وتُعرف على نطاق واسع بالاسم المرخّص IN657. طُوّرت لمقاومة تآكل رماد الوقود، وتُستخدم لدعامات الأنابيب وعلّاقات الأنابيب وألواح الأنابيب في السخانات النارية (fired heaters) التي تحرق زيت الوقود المتبقي أو منخفض الجودة.
نُشر في 17 أكتوبر 2026 · حُدّث في 15 نوفمبر 2026 · Ni-Chrome Alloy Castings
ما هو تركيب 50Cr-50Ni-Nb؟
هي سبيكة أساسها النيكل، وليست فولاذًا مقاومًا للصدأ أساسه الحديد. الحدود الرئيسية للدرجة 50Cr-50Ni-Cb في ASTM A560 مبينة أدناه، بالنسبة المئوية الوزنية. و"Cb"، أي الكولومبيوم، هو الاسم الأمريكي القديم للنيوبيوم.
| العنصر | ASTM A560 50Cr-50Ni-Cb، % وزنًا |
|---|---|
| الكروم | 47 إلى 52 |
| النيوبيوم (الكولومبيوم) | 1.4 إلى 1.7 |
| الكربون | 0.10 كحد أقصى |
| المنغنيز | 0.30 كحد أقصى |
| السيليكون | 0.50 كحد أقصى |
| الفوسفور | 0.02 كحد أقصى |
| الكبريت | 0.02 كحد أقصى |
| النيتروجين | 0.16 كحد أقصى |
| النيتروجين + الكربون | 0.20 كحد أقصى |
| النيكل | الباقي |
المصدر: ASTM A560، الدرجة 50Cr-50Ni-Cb، كما أوردتها MetalTek وTotal Materia، مع حدود الفوسفور والكبريت والنيتروجين من نص عينة A560. تحدد A560 أيضًا الحديد والتيتانيوم والألومنيوم؛ خذ هذه الحدود من الإصدار المذكور في أمر الشراء، فهو المرجع الحاكم.
تحدد ASTM A560 الحدود الدنيا لاختبار الشد عند درجة حرارة الغرفة لهذه الدرجة: مقاومة شد 550 MPa (80 ksi)، ومقاومة خضوع 345 MPa (50 ksi)، واستطالة 5%. والاستطالة المنخفضة أحد أسباب استخدام الدرجة للدعامات والعلّاقات الساكنة بدلًا من الأجزاء التي يجب أن تنثني.
التركيب الكيميائي عكس درجات سلسلة H. فالكربون يُبقى منخفضًا جدًا بدلًا من مرتفع، والكروم نحو الضعف. وتعتمد السبيكة على الكروم في مقاومتها لهجوم الرماد.
ما هي مكافئات 50Cr-50Ni-Nb؟
- UNS: R20501.
- ASTM: A560، الدرجة 50Cr-50Ni-Cb. وتذكر المواصفة نفسها أيضًا 50Cr-50Ni و60Cr-40Ni دون نيوبيوم.
- الاسم التجاري: IN657 (ويُكتب أيضًا IN-657)، وهي في الأصل سبيكة من Inco، وتصبها عدة مسابك بترخيص أو وفق التركيب الكيميائي نفسه.
- الأسماء المتداولة في الورش: 50/50 Nb و50Ni-50Cr-Nb.
لا يوجد رقم EN شائع لهذه الدرجة. حدّدها بدرجة ASTM A560 أو بالتركيب الكيميائي الكامل.
أين يُستخدم 50Cr-50Ni-Nb؟
يُستخدم للمسبوكات الساكنة في مسار غاز المداخن في السخانات النارية والأفران التي تحرق وقودًا غنيًا بالفاناديوم والصوديوم والكبريت:
- دعامات الأنابيب وألواح الأنابيب في قسم الحمل الحراري؛
- علّاقات الأنابيب في القسم الإشعاعي؛
- عوارض الدعم وغيرها من المكونات الداخلية للأفران المعرضة لترسبات الرماد.
تصفها Schmidt + Clemens بأنها أُنشئت لزيادة مقاومة تآكل رماد الوقود، وتُستخدم في المسبوكات الساكنة مثل ألواح دعم الأنابيب في قسم الحمل الحراري وعلّاقات الأنابيب في القسم الإشعاعي. ويبين دليل مسبوكات أفران المُصلِح مواضع الدعامات والعلّاقات في الفرن، وتغطي صفحة المسبوكات الأشكال التي نصبها. تصب Ni-Chrome المكونات الداخلية للأفران والدعامات والتجهيزات من هذه الدرجة.
كيف يفشل 50Cr-50Ni-Nb أثناء الخدمة؟
يترك حرق زيت الوقود المتبقي رمادًا غنيًا بخامس أكسيد الفاناديوم وكبريتات الصوديوم. تنصهر هذه المركبات عند درجات حرارة الأفران وتذيب الأكسيد الواقي على السبائك العادية المقاومة للحرارة. والكروم المرتفع هو خط الدفاع، وهو سبب وجود هذه الدرجة. وتبين الأعمال المنشورة أين يصمد هذا الدفاع وأين يتوقف.
- حد حراري لمقاومة الرماد. عرّضت دراسة نُشرت عام 2015 في Corrosion Engineering (اليابان) ست سبائك مصبوبة مقاومة للحرارة لرماد غلايات حقيقي. عند 850 °C لم يكن التآكل شديدًا، وكانت 50Cr-50Ni بين الأفضل أداءً. وعند 1,050 °C ارتفع فقد الوزن بالتآكل لديها بحدة. فمقاومة الرماد لا تمتد إلى أعلى نطاق حرارة سلسلة H.
- التقادم طويل الأمد. كما في المسبوكات الأخرى عالية الكروم والنيكل، يغيّر التعرض الطويل البنية المجهرية. وقد أُبلغ عن تشقق لوح أنابيب مصبوب عالي الكروم والنيكل بعد نحو ثلاث سنوات في سخان مصفاة (Mechanika، 2013)، وإن لم تحدد تلك الورقة سببًا واحدًا.
حدود الخدمة العملية التي يذكرها المنتجون أدنى من درجة الحرارة الواردة في نطاق A560. فمثلًا تعطي MetalTek قيمة 950 °C (1,740 °F) حدًا للخدمة لنسختها من الدرجة، بينما يغطي نطاق A560 المسبوكات العاملة حتى 1,090 °C (2,000 °F). صمّم على القيمة الأدنى حيث يوجد الرماد.
متى تختار 50Cr-50Ni-Nb بدلًا من HK40 أو درجات HP؟
اخترها عندما يكون تآكل رماد الوقود، لا الزحف، هو ما يحد من عمر الجزء. وهذا يعني عادةً أن:
- السخان يحرق الزيت المتبقي أو وقودًا آخر عالي الفاناديوم أو الصوديوم أو الكبريت؛
- دعامات HK40 أو HH الحالية تُظهر هدرًا أو تقشرًا أو ترققًا بسبب هجوم الرماد؛
- الجزء دعامة ساكنة أو علّاقة أو لوح أنابيب، لا أنبوب ضغط.
ابقَ على HK40 أو HP-Nb حيث يكون الوقود غازًا نظيفًا، أو حيث يكون الحمل الرئيسي هو الزحف عند حرارة عالية، أو حيث تكون المتانة أهم من مقاومة التآكل. وتكلف درجة 50/50 أكثر بسبب محتواها من النيكل والكروم، فلا تُجدي إلا حيث يكون هجوم الرماد هو المشكلة الحقيقية.
ما طريقة الصب المناسبة لـ 50Cr-50Ni-Nb؟
في الممارسة العامة تُستخدم هذه الدرجة للمسبوكات الساكنة، فتُصنع الأجزاء في قوالب رملية وفق الرسم. وتُصمم الدعامات والعلّاقات عادةً كمسبوكات منذ البداية، بحيث يتبع الشكل مسار الحمل دون وصلات ملحومة. ويتطلب التشغيل الآلي واللحام لسبائك النيكل عالية الكروم إجراءات مؤهلة لهذه الدرجة.
من يصب 50Cr-50Ni-Nb؟
نصب دعامات الأنابيب والعلّاقات وألواح الأنابيب وغيرها من المكونات الداخلية للأفران من هذه الدرجة صبًّا ساكنًا في قوالب رملية، والحلقات والجلب بالطرد المركزي. استفسر عن 50Cr-50Ni-Nb →
ماذا يجب أن يتضمن طلب عرض السعر (RFQ) لمسبوكات 50Cr-50Ni-Nb؟
- المواصفة والدرجة: ASTM A560 50Cr-50Ni-Cb (UNS R20501)، أو التركيب الكيميائي الكامل من نوع IN657 الذي تحتاجه.
- الرسم مع التفاوتات والتشغيل الآلي والوزن النهائي إن كان معروفًا.
- الوقود المحروق، وإن توفر، محتواه من الفاناديوم والصوديوم والكبريت.
- درجة حرارة تشغيل الجزء، وما إذا كان يتعرض لدورات حرارية أو توقفات.
- الاختبارات: شهادات التحليل الكيميائي والشد، والتصوير الإشعاعي أو الفحص بالسائل النافذ مع ذكر معيار القبول، وPMI، وأي تفتيش من طرف ثالث.
- الكمية، وأي اعتماد مطلوب من EIL أو المرخِّص أو المستخدم النهائي.
أسئلة حول 50Cr-50Ni-Nb
هل 50Cr-50Ni-Nb هي نفسها IN657؟
IN657 هو الاسم التجاري للتركيب الاسمي نفسه. والدرجة 50Cr-50Ni-Cb في ASTM A560 هي المواصفة المفتوحة التي تصفه.
ما الدرجات الأخرى التي تغطيها ASTM A560؟
درجتان خاليتان من النيوبيوم: 50Cr-50Ni (UNS R20500) و60Cr-40Ni (UNS R20600). والدرجة المحتوية على النيوبيوم هي R20501.
هل تصلح فوق 1,000 °C؟
ليس حيث يوجد رماد الوقود. فالاختبارات المنشورة تُظهر ارتفاع تآكل الرماد بحدة عند 1,050 °C، ويذكر المنتجون حدود خدمة قرب 950 °C.
المصادر
- ASTM A560/A560M، مسبوكات سبائك الكروم والنيكل: النطاق
- عينة ASTM A560/A560M-11: متطلبات التركيب الكيميائي والشد
- MetalTek: 50Cr-50Ni-Cb، UNS R20501، ASTM A560
- Total Materia: ASTM A560 Grade 50Cr-50Ni-Cb
- Kirchheiner وWoelpert، النيوبيوم في الأنابيب المصبوبة بالطرد المركزي للتطبيقات البتروكيميائية (Niobium Tech)
- تآكل السبائك المصبوبة المقاومة للحرارة في رماد الغلايات، Corrosion Engineering (Zairyo-to-Kankyo)
- Skindaras وآخرون، سبيكة مصبوبة عالية الكروم والنيكل بعد خدمة طويلة، Mechanika 2013
