Aloi 31ialah besi-nikel-kromium-aloi molibdenum, terkenal dengan rintangan kakisan yang tinggi. Komposisi kimianya, mengikut spesifikasi seperti ASTM B625, biasanya mematuhi julat berikut, dengan setiap elemen mempunyai tujuan kritikal:
· Nikel (Ni): 30.0 - 32.0%
· Chromium (Cr): 26.0 - 28.0%
· Besi (Fe): Baki (kira-kira 35%)
· Molibdenum (Mo): 6.0 - 7.0%
· Kuprum (Cu): 1.0 - 1.4%
· Nitrogen (N): 0.15 - 0.25%
· Mangan (Mn): Kurang daripada atau sama dengan 2.0%
· Karbon (C): Kurang daripada atau sama dengan 0.015%
· Silikon (Si): Kurang daripada atau sama dengan 0.3%
· Fosforus (P): Kurang daripada atau sama dengan 0.02%
· Sulfur (S): Kurang daripada atau sama dengan 0.01%
Komposisi Aloi 31 dan Fungsinya
1. Chromium (Cr): Penjaga Kepasifan
Kromium ialah unsur asas untuk "ketahanan". Pada kepekatan tinggi 26-28%, ia cepat membentuk lapisan kromium oksida (Cr₂O₃) yang stabil, melekat dan membaiki sendiri di permukaan. Filem pasif ini adalah perisai utama terhadap kakisan umum dan persekitaran pengoksidaan.
2. Nikel (Ni): Penstabil dan Penambah
Pada 30-32%, nikel ialah penstabil austenit utama, menjamin struktur mikro austenit sepenuhnya, bukan-magnet dan sangat mulur hingga ke suhu kriogenik. Ia secara kritikal meningkatkan ketahanan terhadap Retak Kakisan Tegasan (SCC) dalam larutan yang mengandungi klorida dan meningkatkan keliatan.
3. Molibdenum (Mo): Pakar Menentang Serangan Tempatan
Kandungan molibdenum 6-7% ialah pelindung utama terhadap kakisan pitting dan celah, terutamanya dalam persekitaran yang mengandungi klorida dan halida lain. Ia menguatkan filem pasif dalam mengurangkan keadaan berasid. Sinerginya dengan kromium dan nitrogen dikira oleh Nombor Bersamaan Rintangan Pitting yang tinggi (PREN > 43), menandakan prestasi peringkat teratas.
4. Nitrogen (N): Penguat Berbilang{1}}bakat
Nitrogen adalah penambahan yang kuat dan disengajakan dengan faedah tiga kali ganda:
Pepejal-Penguat Penyelesaian: Ia meningkatkan hasil dan kekuatan tegangan secara mendadak tanpa mengorbankan kemuluran aloi.
Penstabil Austenit: Ia menambah nikel dalam memastikan struktur austenit.
Penggalak Kakisan: Ia meningkatkan ketahanan terhadap kakisan setempat dengan ketara, bertindak secara sinergi dengan molibdenum.
5. Kuprum (Cu): Pakar Asid
Kuprum, dalam julat terkawal 1.0-1.4%, memberikan rintangan yang luar biasa kepada asid bukan pengoksida, terutamanya asid sulfurik (H₂SO₄), merentasi pelbagai kepekatan dan suhu. Ini menjadikan Alloy 31 sesuai untuk pengeluaran asid, penjerukan dan loji pemprosesan asid fosforik.
6. Karbon (C) dan Kekotoran: Pembolehubah Terkawal
Kandungan karbon ultra-rendah (<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.
Had ketat pada sulfur, fosforus dan silikon seterusnya memastikan kebolehkerjaan panas yang sangat baik, fabrikasi bersih dan prestasi kakisan yang optimum.
Aloi 31 Prestasi dan Kelebihan
1. Profil Rintangan Kakisan yang Tidak Ditandingi
Aloi 31 menawarkan pertahanan yang serba boleh dan teguh terhadap spektrum luas bahan menghakis:
Hakisan Setempat: Rintangan luar biasa dalam air laut, air payau dan aliran proses yang kaya dengan-klorida.
Persekitaran Asid: Prestasi unggul dalam asid sulfurik, fosforik, nitrik dan campuran, selalunya melebihi prestasi keluli tahan karat standard dan juga beberapa aloi berasaskan nikel-.
Retak Kakisan Tekanan (SCC): Kekebalan yang tinggi terhadap SCC yang disebabkan oleh klorida-.
2. Kekuatan Mekanikal yang Tinggi dengan Kemuluran Baik
Penambahan nitrogen memberikan Alloy 31 dengan kekuatan hasil suhu-biasa biasa (Rp0.2) kira-kira 310 MPa, jauh lebih tinggi daripada austenitik standard seperti 316L atau 904L. Ini membolehkan potensi penjimatan berat melalui reka bentuk bahagian yang lebih nipis sambil mengekalkan kebolehbentukan dan keliatan yang baik.
3. Kebolehbuatan dan Kebolehkimpalan Cemerlang
Walaupun kandungan kekuatan dan pengaloiannya tinggi, Alloy 31 boleh berjaya dikerjakan dengan jayanya, dimesin dan dikimpal menggunakan teknik standard yang digunakan untuk keluli tahan karat austenit. Kandungan karbonnya yang rendah dan komposisi seimbang adalah kunci kepada kebolehkimpalan yang baik.
4. Kos-Penyelesaian Kejuruteraan yang Berkesan
Diletakkan antara keluli dupleks/super{0}}austenit standard dan aloi nikel-tinggi, Alloy 31 selalunya memberikan pilihan ekonomi yang optimum.
Untuk banyak aplikasi yang menuntut, ia menyediakan prestasi yang diperlukan pada jumlah kos kitaran hayat yang lebih rendah, mengurangkan perbelanjaan yang berkaitan dengan penyelenggaraan, masa henti dan penggantian pramatang.
Aloi 31Sifat Mekanikal
Dalam keadaan penyelesaiannya-anil, Alloy 31 menunjukkan kekuatan dan kemuluran yang sangat baik:
Kekuatan Hasil (0.2% offset): Lebih daripada atau sama dengan 280 MPa pada suhu bilik, mengekalkan Lebih daripada atau sama dengan 125 MPa pada 550 darjah .
Kekuatan Tegangan: Lebih daripada atau sama dengan 650 MPa pada keadaan ambien, dengan pengekalan yang baik sehingga 450 MPa pada 550 darjah .
Pemanjangan: Lebih daripada atau sama dengan 40%, memastikan kebolehbentukan dan rintangan hentaman ( Lebih besar daripada atau sama dengan 185 J/cm² pada RT, Lebih besar daripada atau sama dengan 140 J/cm² pada -196 darjah ).
Kekerasan: Biasanya 150–220 HB, dengan-kadar pengerasan kerja yang lebih tinggi daripada keluli siri 300 standard, yang memerlukan penyepuhlindapan untuk pembentukan sejuk yang meluas. Ciri-ciri ini menyokong penggunaannya dalam bekas tekanan setiap ASME Code Case 2122, dengan had operasi dari -196 darjah hingga 550 darjah .
