Legering 31er en jern-nikkel-chrom-molybdænlegering, kendt for sin høje korrosionsbestandighed. Dens kemiske sammensætning, ifølge specifikationer som ASTM B625, overholder typisk følgende område, hvor hvert element tjener et kritisk formål:
· Nikkel (Ni): 30.0 - 32.0 %
· Chrom (Cr): 26.0 - 28.0 %
· Jern (Fe): Balance (ca. 35 %)
· Molybdæn (Mo): 6.0 - 7.0 %
· Kobber (Cu): 1.0 - 1.4 %
· Nitrogen (N): 0.15 - 0.25 %
· Mangan (Mn): Mindre end eller lig med 2,0 %
· Kulstof (C): Mindre end eller lig med 0,015 %
· Silicium (Si): Mindre end eller lig med 0,3 %
· Fosfor (P): Mindre end eller lig med 0,02 %
· Svovl (S): Mindre end eller lig med 0,01 %
Alloy 31 Sammensætning og deres funktioner
1. Chrom (Cr): Passivitetens vogter
Chrom er det grundlæggende element for "rustfrihed". Ved en høj koncentration på 26-28% danner den hurtigt et stabilt, vedhæftende og selvreparerende kromoxid- (Cr₂O₃)-lag på overfladen. Denne passive film er det primære skjold mod generel korrosion og oxiderende miljøer.
2. Nikkel (Ni): Stabilisatoren og forstærkeren
Med 30-32 % er nikkel den primære austenitstabilisator, hvilket garanterer en fuldt austenitisk, ikke-magnetisk og exceptionelt duktil mikrostruktur ned til kryogene temperaturer. Det forbedrer kritisk modstand mod spændingskorrosionsrevner (SCC) i chloridbærende opløsninger og forbedrer sejheden.
3. Molybdæn (Mo): Specialisten mod lokale angreb
Molybdænindholdet på 6-7 % er den vigtigste beskyttelse mod grubetæring og sprækkekorrosion, især i miljøer, der indeholder chlorider og andre halogenider. Det styrker den passive film ved at reducere sure forhold. Dens synergi med krom og nitrogen kvantificeres af et højt pitting-modstandsækvivalent tal (PREN > 43), hvilket signalerer top-tier ydeevne.
4. Nitrogen (N): Den multi-talentfulde forstærker
Nitrogen er en potent, bevidst tilsætning med tredobbelte fordele:
Solid-Solution Strengthener: Det øger flyde- og trækstyrken dramatisk uden at ofre legeringens duktilitet.
Austenitstabilisator: Det supplerer nikkel for at sikre den austenitiske struktur.
Korrosionsforstærker: Den øger markant modstanden mod lokal korrosion, idet den virker synergistisk med molybdæn.
5. Kobber (Cu): Syrespecialisten
Kobber, i det kontrollerede område på 1,0-1,4 %, giver enestående modstandsdygtighed over for ikke-oxiderende syrer, især svovlsyre (H₂SO4), over en lang række koncentrationer og temperaturer. Dette gør Alloy 31 unikt velegnet til syreproduktion, bejdsning og fosforsyreforarbejdningsanlæg.
6. Kulstof (C) og urenheder: De kontrollerede variable
Det ultra-lave kulstofindhold (<0.015%) is crucial for weldability. It prevents the harmful precipitation of chromium carbides at grain boundaries during welding, thereby avoiding "sensitization" and preserving corrosion resistance in the heat-affected zone.
Strenge grænser for svovl, fosfor og silicium sikrer yderligere fremragende varmbearbejdelighed, ren fremstilling og optimal korrosionsydelse.
Alloy 31 Ydelse og fordele
1. Uovertruffen korrosionsbestandighedsprofil
Alloy 31 tilbyder et alsidigt og robust forsvar mod et bredt spektrum af ætsende stoffer:
Lokaliseret korrosion: Enestående modstand i havvand, brakvand og kloridrige processtrømme-.
Syremiljøer: Overlegen ydeevne i svovlsyre, fosforsyre, salpetersyre og blandede syrer, ofte bedre end standard rustfrit stål og endda nogle nikkel-baserede legeringer.
Stress Corrosion Cracking (SCC): Høj immunitet mod klorid-induceret SCC.
2. Høj mekanisk styrke med god duktilitet
Nitrogentilsætningen giver Alloy 31 en typisk rumtemperatur-flydestyrke (Rp0,2) på ca. 310 MPa, betydeligt højere end standard austenitiske materialer som 316L eller 904L. Dette giver mulighed for potentielle vægtbesparelser gennem tyndere sektionsdesign, samtidig med at god formbarhed og sejhed bibeholdes.
3. Fremragende fremstillingsevne og svejsbarhed
På trods af sin høje styrke og legeringsindhold kan Alloy 31 med succes varm- og koldbearbejdes, bearbejdes og svejses ved hjælp af standardteknikker, der anvendes til austenitisk rustfrit stål. Dens lave kulstofindhold og afbalancerede sammensætning er nøglen til dens gode svejsbarhed.
4. En omkostningseffektiv-teknisk løsning
Placeret mellem standard duplex/super-austenitisk stål og high-nikkellegeringer, er Alloy 31 ofte et optimalt økonomisk valg.
Til mange krævende applikationer giver det den nødvendige ydeevne til lavere samlede livscyklusomkostninger, hvilket reducerer udgifterne til vedligeholdelse, nedetid og for tidlig udskiftning.
Legering 31Mekaniske egenskaber
I sin opløsnings-glødede tilstand viser Alloy 31 fremragende styrke og duktilitet:
Udbyttestyrke (0,2 % offset): Større end eller lig med 280 MPa ved stuetemperatur, fastholdelse Større end eller lig med 125 MPa ved 550 grader.
Trækstyrke: Større end eller lig med 650 MPa ved omgivende forhold, med god fastholdelse op til 450 MPa ved 550 grader.
Forlængelse: Større end eller lig med 40 %, hvilket sikrer formbarhed og slagfasthed (Større end eller lig med 185 J/cm² ved RT, Større end eller lig med 140 J/cm² ved -196 grader).
Hårdhed: Typisk 150-220 HB, med højere arbejds-hærdningshastigheder end standardstål i 300-serien, hvilket nødvendiggør udglødning for omfattende koldformning. Disse egenskaber understøtter dets anvendelse i trykbeholdere i henhold til ASME-kode Case 2122, med driftsgrænser fra -196 grader til 550 grader.
