Aliatge 31és un aliatge de ferro-níquel-crom-molibdè, conegut per la seva alta resistència a la corrosió. La seva composició química, segons especificacions com ASTM B625, normalment s'adhereix al rang següent, amb cada element que compleix un propòsit crític:
· Níquel (Ni): 30.0 - 32.0%
· Crom (Cr): 26.0 - 28.0%
· Ferro (Fe): Balanç (aproximadament un 35%)
· Molibdè (Mo): 6.0 - 7.0%
· Coure (Cu): 1.0 - 1.4%
· Nitrogen (N): 0.15 - 0.25%
· Manganès (Mn): Inferior o igual al 2,0%
· Carboni (C): Inferior o igual al 0,015%
· Silici (Si): Inferior o igual al 0,3%
· Fòsfor (P): Inferior o igual al 0,02%
· Sofre (S): Inferior o igual al 0,01%
Composició de l'aliatge 31 i les seves funcions
1. Crom (Cr): El guardià de la passivitat
El crom és l'element fonamental per a la "inoxidabilitat". A una concentració elevada del 26-28%, forma ràpidament una capa d'òxid de crom (Cr₂O₃) estable, adherent i autorreparable a la superfície. Aquesta pel·lícula passiva és l'escut principal contra la corrosió general i els ambients oxidants.
2. Níquel (Ni): l'estabilitzador i potenciador
Amb un 30-32%, el níquel és l'estabilitzador principal de l'austenita, que garanteix una microestructura totalment austenítica, no-magnètica i excepcionalment dúctil fins a temperatures criogèniques. Millora críticament la resistència al cracking per corrosió per estrès (SCC) en solucions que contenen clorur i millora la tenacitat.
3. Molibdè (Mo): l'especialista contra l'atac local
El 6-7% de contingut de molibdè és el defensor clau contra la corrosió per picats i esquerdes, especialment en entorns que contenen clorurs i altres halogenurs. Enforteix la pel·lícula passiva en la reducció de condicions àcides. La seva sinergia amb el crom i el nitrogen es quantifica mitjançant un alt nombre equivalent de resistència a la picada (PREN > 43), cosa que indica un rendiment de primer nivell.
4. Nitrogen (N): el fort-multi-talentós
El nitrogen és una addició potent i intencionada amb tres beneficis:
Enfortidor de la solució-sòlida: augmenta dràsticament el rendiment i la resistència a la tracció sense sacrificar la ductilitat de l'aliatge.
Estabilitzador d'austenita: complementa el níquel per assegurar l'estructura austenítica.
Potenciador de corrosió: Millora significativament la resistència a la corrosió localitzada, actuant de manera sinèrgica amb el molibdè.
5. Coure (Cu): L'especialista en àcids
El coure, en el rang controlat de l'1,0-1,4%, imparteix una resistència excepcional als àcids no oxidants, especialment l'àcid sulfúric (H₂SO₄), en un ampli rang de concentracions i temperatures. Això fa que l'Aloy 31 sigui adequat per a plantes de producció d'àcid, decapat i processament d'àcid fosfòric.
6. Carboni (C) i impureses: les variables controlades
El contingut de carboni ultra-(<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.
Els límits estrictes de sofre, fòsfor i silici garanteixen una excel·lent treballabilitat en calent, una fabricació neta i un rendiment òptim de corrosió.
Alloy 31 Rendiment i avantatges
1. Perfil de resistència a la corrosió inigualable
L'aliatge 31 ofereix una defensa versàtil i robusta contra un ampli espectre de corrosius:
Corrosió localitzada: Resistència excepcional a l'aigua de mar, aigua salobre i corrents de procés-rics en clorur.
Entorns àcids: rendiment superior en àcids sulfúric, fosfòric, nítric i mixtos, sovint superant els acers inoxidables estàndard i fins i tot alguns aliatges basats en níquel-.
Cracking per corrosió per estrès (SCC): Alta immunitat a l'SCC-induït per clorur.
2. Alta resistència mecànica amb bona ductilitat
L'addició de nitrogen proporciona a l'aliatge 31 un límit de rendiment a temperatura ambient-típica (Rp0,2) d'aproximadament 310 MPa, significativament superior als austenítics estàndard com el 316L o el 904L. Això permet un possible estalvi de pes gràcies a dissenys de seccions més primes mantenint una bona conformabilitat i duresa.
3. Excel·lent fabricabilitat i soldabilitat
Malgrat la seva gran resistència i contingut d'aliatge, Alloy 31 es pot treballar amb èxit en calent i en fred, mecanitzat i soldat mitjançant tècniques estàndard emprades per a acers inoxidables austenítics. El seu baix contingut en carboni i la seva composició equilibrada són clau per a la seva bona soldabilitat.
4. Una solució d'enginyeria rendible-
Situat entre els acers dúplex/super-austenètics estàndard i els aliatges de níquel-de gamma alta, l'Aliatge 31 sovint presenta una opció econòmica òptima.
Per a moltes aplicacions exigents, proporciona el rendiment necessari amb un cost total del cicle de vida més baix, reduint les despeses relacionades amb el manteniment, el temps d'inactivitat i la substitució prematura.
Aliatge 31Propietats mecàniques
En el seu estat recoit de solució-, l'aliatge 31 demostra una resistència i ductilitat excel·lents:
Resistència de rendiment (compensació del 0,2%): superior o igual a 280 MPa a temperatura ambient, conservant més o igual a 125 MPa a 550 graus.
Resistència a la tracció: superior o igual a 650 MPa en condicions ambientals, amb bona retenció fins a 450 MPa a 550 graus.
Elongació: superior o igual al 40%, assegurant la conformabilitat i la resistència a l'impacte (Major o igual a 185 J/cm² a RT, superior o igual a 140 J/cm² a -196 graus).
Duresa: normalment entre 150 i 220 HB, amb índexs d'enduriment de treball-més elevats que els acers estàndard de la sèrie 300, que requereix un recuit per a un format en fred extensiu. Aquestes propietats admeten el seu ús en recipients a pressió segons el codi ASME Cas 2122, amb límits operatius de -196 graus a 550 graus.
