Zliatina 31je zliatina železa-niklu-chrómu-molybdénu, ktorá je známa svojou vysokou odolnosťou proti korózii. Jeho chemické zloženie podľa špecifikácií, ako je ASTM B625, sa zvyčajne drží nasledujúceho rozsahu, pričom každý prvok slúži kritickému účelu:
· Nikel (Ni): 30.0 - 32.0 %
· Chromium (Cr): 26.0 - 28.0 %
· Železo (Fe): Zostatok (približne 35%)
· Molybdén (Mo): 6.0 - 7.0 %
· Meď (Cu): 1.0 - 1.4%
· Dusík (N): 0.15 - 0.25 %
· Mangán (Mn): Menej ako alebo rovné 2,0 %
· Uhlík (C): Menej ako alebo rovné 0,015 %
· Kremík (Si): Menej ako alebo rovné 0,3 %
· Fosfor (P): Menej ako alebo rovné 0,02 %
· Síra (S): Menej ako alebo rovné 0,01 %
Zloženie zliatiny 31 a ich funkcie
1. Chromium (Cr): Strážca pasivity
Chróm je základným prvkom pre "nehrdzavejúci". Pri vysokej koncentrácii 26-28% rýchlo vytvára na povrchu stabilnú, priľnavú a samoopravujúcu sa vrstvu oxidu chrómu (Cr₂O₃). Tento pasívny film je primárnym štítom proti všeobecnej korózii a oxidačnému prostrediu.
2. Nikel (Ni): Stabilizátor a Enhancer
S 30-32 % je nikel primárnym stabilizátorom austenitu, ktorý zaručuje plne austenitickú, ne-magnetickú a výnimočne ťažnú mikroštruktúru až do kryogénnych teplôt. Kriticky zvyšuje odolnosť proti koróznemu praskaniu (SCC) v roztokoch obsahujúcich chloridy a zlepšuje húževnatosť.
3. Molybdén (Mo): Špecialista proti miestnym útokom
Obsah molybdénu 6-}7% je kľúčovou ochranou proti jamkovej a štrbinovej korózii, najmä v prostrediach obsahujúcich chloridy a iné halogenidy. Posilňuje pasívny film pri znižovaní kyslých podmienok. Jeho synergia s chrómom a dusíkom je kvantifikovaná vysokým ekvivalentným číslom odolnosti proti bodaniu (PREN > 43), čo signalizuje špičkový výkon.
4. Dusík (N): Multi-talentovaný posilňovač
Dusík je silný, zámerný doplnok s trojitými výhodami:
Pevný{0}}spevňovač v roztoku: Dramaticky zvyšuje klznosť a pevnosť v ťahu bez obetovania ťažnosti zliatiny.
Stabilizátor austenitu: Dopĺňa nikel pri zabezpečovaní austenitickej štruktúry.
Posilňovač korózie: Výrazne zvyšuje odolnosť voči lokalizovanej korózii, pričom pôsobí synergicky s molybdénom.
5. Meď (Cu): Špecialista na kyseliny
Meď v kontrolovanom rozsahu 1,0-1,4% dodáva vynikajúcu odolnosť voči neoxidačným kyselinám, najmä kyseline sírovej (H2SO4), v širokom rozsahu koncentrácií a teplôt. Vďaka tomu je Alloy 31 jedinečne vhodná pre zariadenia na výrobu kyselín, morenie a spracovanie kyseliny fosforečnej.
6. Uhlík (C) a nečistoty: riadené premenné
Mimoriadne-nízky obsah uhlíka (<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.
Prísne limity na síru, fosfor a kremík ďalej zaisťujú vynikajúcu spracovateľnosť za tepla, čistú výrobu a optimálny korózny výkon.
Výkon a výhody zliatiny 31
1. Bezkonkurenčný profil odolnosti proti korózii
Alloy 31 ponúka všestrannú a robustnú ochranu proti širokému spektru žieravín:
Lokalizovaná korózia: Výnimočná odolnosť v morskej vode, brakickej vode a procesných prúdoch bohatých na-chloridy.
Kyslé prostredie: Vynikajúci výkon v kyselinách sírovej, fosforečnej, dusičnej a zmiešaných kyselinách, ktoré často prekonávajú štandardné nehrdzavejúce ocele a dokonca aj niektoré zliatiny-na niklu.
Krakovanie pri stresovej korózii (SCC): Vysoká odolnosť voči SCC-indukovaným chloridmi.
2. Vysoká mechanická pevnosť s dobrou ťažnosťou
Prídavok dusíka poskytuje zliatine 31 typickú medzu klzu pri izbovej teplote (Rp0,2) približne 310 MPa, čo je výrazne vyššia hodnota ako u štandardných austenitických materiálov ako 316L alebo 904L. To umožňuje potenciálne úspory hmotnosti vďaka konštrukciám tenších sekcií pri zachovaní dobrej tvarovateľnosti a húževnatosti.
3. Vynikajúca spracovateľnosť a zvárateľnosť
Napriek vysokej pevnosti a obsahu legovania je možné zliatinu 31 úspešne opracovávať za tepla a za studena, obrábať a zvárať pomocou štandardných techník používaných pre austenitické nehrdzavejúce ocele. Nízky obsah uhlíka a vyvážené zloženie sú kľúčom k dobrej zvárateľnosti.
4. Nákladovo-efektívne inžinierske riešenie
Zliatina 31, umiestnená medzi štandardnými duplexnými/super{0}}austenitickými oceľami a špičkovými-zliatinami niklu, predstavuje často optimálnu ekonomickú voľbu.
Pre mnohé náročné aplikácie poskytuje potrebný výkon pri nižších celkových nákladoch na životný cyklus, čím znižuje náklady spojené s údržbou, prestojmi a predčasnou výmenou.
Zliatina 31Mechanické vlastnosti
Vo svojom žíhanom-stave Alloy 31 vykazuje vynikajúcu pevnosť a ťažnosť:
Medza klzu (0,2 % offset): Väčšia alebo rovná 280 MPa pri izbovej teplote, udržiavanie väčšia alebo rovná 125 MPa pri 550 stupňoch.
Pevnosť v ťahu: Väčšia alebo rovná 650 MPa pri okolitých podmienkach, s dobrou retenciou až do 450 MPa pri 550 stupňoch.
Predĺženie: Väčšie alebo rovné 40 %, zaisťujúce tvarovateľnosť a odolnosť proti nárazu ( Väčšie alebo rovné 185 J/cm² pri RT, Väčšie alebo rovné 140 J/cm² pri -196 stupňoch).
Tvrdosť: Zvyčajne 150 – 220 HB, s vyššou rýchlosťou{2}}pracovného kalenia ako štandardné ocele radu 300, čo si vyžaduje žíhanie pre rozsiahle tvárnenie za studena. Tieto vlastnosti podporujú jeho použitie v tlakových nádobách podľa ASME Code Case 2122, s prevádzkovými limitmi od -196 stupňov do 550 stupňov.
