Legering 31är en järn-nickel-krom-molybdenlegering, känd för sin höga korrosionsbeständighet. Dess kemiska sammansättning, enligt specifikationer som ASTM B625, följer vanligtvis följande intervall, där varje element tjänar ett kritiskt syfte:
· Nickel (Ni): 30.0 - 32.0%
· Krom (Cr): 26.0 - 28.0%
· Järn (Fe): Balans (ungefär 35 %)
· Molybden (Mo): 6.0 - 7.0%
· Koppar (Cu): 1.0 - 1.4%
· Kväve (N): 0.15 - 0.25%
· Mangan (Mn): Mindre än eller lika med 2,0 %
· Kol (C): Mindre än eller lika med 0,015 %
· Kisel (Si): Mindre än eller lika med 0,3 %
· Fosfor (P): Mindre än eller lika med 0,02 %
· Svavel (S): Mindre än eller lika med 0,01 %
Alloy 31 Sammansättning och deras funktioner
1. Krom (Cr): Passivitetens väktare
Krom är det grundläggande elementet för "rostfrihet". Vid en hög koncentration på 26-28 % bildar den snabbt ett stabilt, vidhäftande och självreparerande kromoxidskikt (Cr₂O₃) på ytan. Denna passiva film är det primära skyddet mot allmän korrosion och oxiderande miljöer.
2. Nickel (Ni): Stabilisatorn och förstärkaren
Vid 30-32 % är nickel den primära austenitstabilisatorn, vilket garanterar en helt austenitisk, icke-magnetisk och exceptionellt formbar mikrostruktur ner till kryogena temperaturer. Det förbättrar kritiskt motståndet mot Spänningskorrosion (SCC) i kloridbärande lösningar och förbättrar segheten.
3. Molybden (Mo): Specialisten mot lokal attack
Molybdeninnehållet på 6-7 % är det viktigaste försvaret mot grop- och spaltkorrosion, särskilt i miljöer som innehåller klorider och andra halogenider. Det stärker den passiva filmen för att reducera sura förhållanden. Dess synergi med krom och kväve kvantifieras av ett ekvivalent nummer för gropmotstånd (PREN > 43), vilket signalerar prestanda i toppskiktet.
4. Kväve (N): Den multi-begåvade förstärkaren
Kväve är ett potent, avsiktligt tillskott med tredubbla fördelar:
Solid-Solution Strengthener: Den ökar dramatiskt sträck- och draghållfastheten utan att offra legeringens formbarhet.
Austenitstabilisator: Den kompletterar nickel för att säkra den austenitiska strukturen.
Korrosionsförstärkare: Den förbättrar avsevärt motståndet mot lokal korrosion och verkar synergistiskt med molybden.
5. Koppar (Cu): Syraspecialisten
Koppar, i det kontrollerade intervallet 1,0-1,4 %, ger enastående motståndskraft mot icke-oxiderande syror, särskilt svavelsyra (H₂SO4), över ett brett spektrum av koncentrationer och temperaturer. Detta gör Alloy 31 unikt lämplig för syraproduktion, betning och fosforsyrabearbetningsanläggningar.
6. Kol (C) och föroreningar: de kontrollerade variablerna
Den ultra-låga kolhalten (<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.
Strikta gränser för svavel, fosfor och kisel säkerställer vidare utmärkt varmbearbetbarhet, ren tillverkning och optimal korrosionsprestanda.
Alloy 31 Prestanda och fördelar
1. Oöverträffad korrosionsbeständighetsprofil
Alloy 31 erbjuder ett mångsidigt och robust försvar mot ett brett spektrum av frätande ämnen:
Lokal korrosion: Exceptionell motståndskraft i havsvatten, bräckt vatten och klorid-rika processströmmar.
Sura miljöer: Överlägsen prestanda i svavelsyra, fosforsyra, salpetersyra och blandade syror, ofta bättre än vanliga rostfria stål och till och med vissa nickelbaserade-legeringar.
Stress Corrosion Cracking (SCC): Hög immunitet mot klorid-inducerad SCC.
2. Hög mekanisk styrka med god duktilitet
Kvävetillsatsen ger Alloy 31 en typisk rumstemperatur-sträckgräns (Rp0,2) på cirka 310 MPa, betydligt högre än standardaustenitiska material som 316L eller 904L. Detta möjliggör potentiella viktbesparingar genom tunnare sektionsdesigner samtidigt som god formbarhet och seghet bibehålls.
3. Utmärkt tygbarhet och svetsbarhet
Trots sin höga hållfasthet och legeringsinnehåll kan Alloy 31 framgångsrikt varm- och kallbearbetas, bearbetas och svetsas med standardtekniker som används för austenitiska rostfria stål. Dess låga kolhalt och balanserade sammansättning är nyckeln till dess goda svetsbarhet.
4. En kostnadseffektiv-teknisk lösning
Placerad mellan standard duplex/super-austenitiska stål och hög-nickellegeringar, är Alloy 31 ofta ett optimalt ekonomiskt val.
För många krävande applikationer ger den nödvändig prestanda till en lägre total livscykelkostnad, vilket minskar kostnader relaterade till underhåll, stilleståndstid och för tidigt utbyte.
Legering 31Mekaniska egenskaper
I sitt lösningsglödgade-tillstånd visar Alloy 31 utmärkt hållfasthet och duktilitet:
Strömstyrka (0,2 % offset): Större än eller lika med 280 MPa vid rumstemperatur, bibehållande större än eller lika med 125 MPa vid 550 grader .
Draghållfasthet: Större än eller lika med 650 MPa vid omgivningsförhållanden, med god retention upp till 450 MPa vid 550 grader.
Förlängning: Större än eller lika med 40 %, vilket säkerställer formbarhet och slaghållfasthet (större än eller lika med 185 J/cm² vid RT, större än eller lika med 140 J/cm² vid -196 grader).
Hårdhet: Vanligtvis 150–220 HB, med högre bearbetnings-härdningshastigheter än standardstål i 300-serien, vilket kräver glödgning för omfattande kallformning. Dessa egenskaper stödjer dess användning i tryckkärl enligt ASME Code Case 2122, med driftsgränser från -196 grader till 550 grader.
