Slitina 31je slitina železa-niklu-chromu-molybdenu, která je známá svou vysokou odolností proti korozi. Jeho chemické složení, podle specifikací, jako je ASTM B625, obvykle dodržuje následující rozsah, přičemž každý prvek slouží kritickému účelu:
· Nikl (Ni): 30.0 - 32.0 %
· Chrom (Cr): 26.0 - 28.0 %
· Železo (Fe): Zůstatek (přibližně 35 %)
· Molybden (Mo): 6.0 - 7.0 %
· Měď (Cu): 1.0 - 1.4 %
· Dusík (N): 0.15 - 0.25 %
· Mangan (Mn): Méně než nebo rovno 2,0 %
· Uhlík (C): Méně než nebo rovno 0,015 %
· Křemík (Si): Méně než nebo rovno 0,3 %
· Fosfor (P): Méně než nebo rovno 0,02 %
· Síra (S): Méně než nebo rovno 0,01 %
Alloy 31 Složení a jejich funkce
1. Chrom (Cr): Strážce pasivity
Chrom je základním prvkem pro "nerez." Při vysoké koncentraci 26-28% rychle vytváří na povrchu stabilní, přilnavou a samoopravující se vrstvu oxidu chrómu (Cr₂O₃). Tato pasivní fólie je primárním štítem proti obecné korozi a oxidačnímu prostředí.
2. Nikl (Ni): Stabilizátor a Enhancer
S 30-32 % je nikl primárním stabilizátorem austenitu, který zaručuje plně austenitickou, ne-magnetickou a výjimečně tažnou mikrostrukturu až do kryogenních teplot. Kriticky zvyšuje odolnost proti praskání způsobenému korozí napětím (SCC) v roztokech obsahujících chloridy a zlepšuje houževnatost.
3. Molybden (Mo): Specialista proti místním útokům
6-7% obsah molybdenu je klíčovou ochranou proti důlkové a štěrbinové korozi, zejména v prostředích obsahujících chloridy a jiné halogenidy. Posiluje pasivní film při snižování kyselých podmínek. Jeho synergie s chromem a dusíkem je kvantifikována vysokým ekvivalentním číslem odolnosti proti bodové korozi (PREN > 43), což signalizuje špičkový výkon.
4. Dusík (N): Multi-talentovaný posilovač
Dusík je účinná, záměrná přísada s trojími výhodami:
Pevný{0}}zpevňující prostředek v roztoku: Dramaticky zvyšuje průtažnost a pevnost v tahu, aniž by byla obětována tažnost slitiny.
Stabilizátor austenitu: Doplňuje nikl při zajišťování austenitické struktury.
Posilovač koroze: Výrazně zvyšuje odolnost vůči lokalizované korozi a působí synergicky s molybdenem.
5. Měď (Cu): Specialista na kyseliny
Měď v kontrolovaném rozsahu 1,0-1,4% propůjčuje mimořádnou odolnost vůči neoxidačním kyselinám, zejména kyselině sírové (H2SO4), v širokém rozsahu koncentrací a teplot. Díky tomu je Alloy 31 jedinečně vhodná pro zařízení na výrobu kyselin, moření a zpracování kyseliny fosforečné.
6. Uhlík (C) a nečistoty: řízené proměnné
Ultra-nízký obsah uhlíku (<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.
Přísné limity na síru, fosfor a křemík dále zajišťují vynikající zpracovatelnost za tepla, čistou výrobu a optimální korozní vlastnosti.
Alloy 31 Výkon a výhody
1. Bezkonkurenční profil odolnosti proti korozi
Alloy 31 nabízí všestrannou a robustní ochranu proti širokému spektru korozivních látek:
Lokalizovaná koroze: Výjimečná odolnost v mořské vodě, brakické vodě a procesních tocích bohatých-na chloridy.
Kyselá prostředí: Vynikající výkon v kyselinách sírové, fosforečné, dusičné a směsných kyselin, často předčí standardní nerezové oceli a dokonce i některé slitiny na bázi niklu-.
Cracking Corrosion Crack (SCC): Vysoká odolnost vůči chloridům-indukovaným SCC.
2. Vysoká mechanická pevnost s dobrou tažností
Přídavek dusíku poskytuje slitině Alloy 31 typickou mez kluzu při pokojové teplotě (Rp0,2) přibližně 310 MPa, což je výrazně vyšší hodnota než u standardních austenitických materiálů jako 316L nebo 904L. To umožňuje potenciální úsporu hmotnosti díky konstrukcím tenčích sekcí při zachování dobré tvarovatelnosti a houževnatosti.
3. Vynikající zpracovatelnost a svařitelnost
Přes svou vysokou pevnost a obsah legování lze slitinu Alloy 31 úspěšně opracovávat za tepla i za studena, obrábět a svařovat pomocí standardních technik používaných pro austenitické nerezové oceli. Jeho nízký obsah uhlíku a vyvážené složení jsou klíčem k jeho dobré svařitelnosti.
4. Nákladově-efektivní technické řešení
Alloy 31, umístěná mezi standardní duplexní/super{0}}austenitické oceli a vysoce{1}} slitiny niklu, často představuje optimální ekonomickou volbu.
Pro mnoho náročných aplikací poskytuje potřebný výkon při nižších celkových nákladech životního cyklu, snižuje náklady spojené s údržbou, prostoji a předčasnou výměnou.
Slitina 31Mechanické vlastnosti
Alloy 31 ve svém řešení-žíhaném stavu vykazuje vynikající pevnost a tažnost:
Mez kluzu (0,2% offset): Větší nebo rovna 280 MPa při pokojové teplotě, zachování větší nebo rovné 125 MPa při 550 stupních.
Pevnost v tahu: Větší nebo rovna 650 MPa při okolních podmínkách, s dobrou retencí až do 450 MPa při 550 stupních.
Prodloužení: Větší nebo rovné 40 %, zajišťující tvarovatelnost a odolnost proti nárazu (Větší nebo rovné 185 J/cm² při teplotě místnosti, větší nebo rovné 140 J/cm² při -196 stupních).
Tvrdost: Obvykle 150–220 HB, s vyššími rychlostmi-kalení než standardní oceli řady 300, což vyžaduje žíhání pro rozsáhlé tváření za studena. Tyto vlastnosti podporují jeho použití v tlakových nádobách podle ASME Code Case 2122, s provozními limity od -196 stupňů do 550 stupňů.
