注：CarTech? 31V Alloy 和 Pyromet 31V 是Carpenter Technology Corporation的注冊(cè)商標(biāo)。
Alloy 31V是一種耐硫化、耐腐蝕沉淀硬化合金，在1500°F (816°C)高溫下具有不同尋常的耐腐蝕和強(qiáng)度組合。
該合金具有良好的抗高溫硫化和氧化環(huán)境的性能，如在柴油機(jī)使用中遇到的環(huán)境，以及在酸性氣體和油深井中遇到的酸性環(huán)境。
由于其優(yōu)異的平衡性能，Alloy 31V被認(rèn)為是許多高要求應(yīng)用的候選材料，包括快速射擊軍用炮管、煤氣化裝置的硬件和重型內(nèi)燃機(jī)的排氣閥。
Fe | Ni | B | Cr | Ti | Nb | Mo |
余量 | 57.00 | 0.005 | 22.70 | 2.30 | 0.85 | 2.00 |
C | Al | Mn | Si | P | S | |
0.04 | 1.30 | ≤0.20 | ≤0.20 | ≤0.015 | ≤0.010 |
密度: 8.01 g/cm3 (0.289 lb/in3)
熔點(diǎn): 2250 - 2420°F (1232 - 1327°C)
典型的室溫和高溫力學(xué)性能
試樣: 0.75 in (19mm)圓棒
熱處理:
1 熱處理：2050°F(1121°C) 1小時(shí), 空冷, 1550°F(843°C) 4小時(shí), 空冷, 1350°F(732°C) 4小時(shí), 空冷。
2 熱處理：2050°F(1121°C) 1小時(shí), 空冷, 1300°F(704°C) 24小時(shí)。
3 熱處理：1875°F(1024°C) 1小時(shí), 油淬, 1300°F(704°C) 24小時(shí)。
熱處理 | 實(shí)驗(yàn)溫度 | 0.2%屈服強(qiáng)度 | 極限抗拉強(qiáng)度 | %延伸率4D | %斷面收縮率 | |||
°F | °C | ksi | MPa | ksi | MPa | |||
1 | 70 | 21 | 105 | 724 | 176 | 1214 | 25 | 27.4 |
2 | 70 | 21 | 100 | 690 | 166 | 1145 | 33.9 | 36.5 |
3 | 70 | 21 | 122 | 841 | 181 | 1248 | 30 | 38.5 |
1 | 1000 | 538 | 95 | 655 | 157 | 1083 | 19.2 | 30.6 |
2 | 1000 | 538 | 91 | 627 | 141 | 972 | 31.4 | 45.2 |
3 | 1000 | 538 | 108 | 745 | 155 | 1069 | 25.1 | 45.6 |
1 | 1200 | 649 | 94 | 648 | 153 | 1055 | 20 | 29.3 |
2 | 1200 | 649 | 92 | 634 | 139 | 958 | 22.8 | 33.7 |
3 | 1200 | 649 | 111 | 765 | 152 | 1048 | 18.5 | 25.2 |
1 | 1400 | 760 | 95 | 655 | 110 | 758 | 25 | 33.4 |
2 | 1400 | 760 | 82 | 565 | 112 | 772 | 23.8 | 25.2 |
1 | 1500 | 816 | 84 | 579 | 86 | 593 | 28.4 | 37.1 |
2 | 1500 | 816 | 79 | 544 | 94 | 648 | 24.6 | 30.6 |
在1600°F (871°C) 下，在10%CaSO4 - 6% BaSO4 - 2% Na2SO4 - 1% C的混合物中進(jìn)行了旨在評(píng)估合金31V耐高溫硫化攻擊能力的實(shí)驗(yàn)室坩堝試驗(yàn)，試驗(yàn)持續(xù)了80小時(shí)。在“各種合金的相對(duì)硫化試驗(yàn)結(jié)果”的超鏈接中顯示的結(jié)果表明，與遭受災(zāi)難性攻擊的商用柴油閥門合金(如Alloy 751和Alloy 80A)相比，Alloy 31V具有優(yōu)越的阻抗性。這三種合金在1675°F(913°C)下都具有優(yōu)異的抗氧化鉛熱腐蝕性能。在1700°F (927°C) / 100小時(shí) 90% Na2SO4 / 10% NaCl的熔融混合物中，Alloy 31V僅表現(xiàn)出輕微的腐蝕，Alloy 751則表現(xiàn)出災(zāi)難性的腐蝕。
在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行了評(píng)估，確定Alloy 31V作為一種硫應(yīng)力抗裂材料的候選材料，用于酸性環(huán)境下的油田應(yīng)用。
對(duì)比試驗(yàn)表明，在NACE TM-01-77溶液中，它由一種酸化的、脫氧的含硫化氫的酸鹽水組成, Alloy 31V合金優(yōu)于X-750合金(一種公認(rèn)的酸性合金)。
在1600°F(871°C)溫度下各種合金的硫化試驗(yàn)結(jié)果比較
合金 | 時(shí)間：小時(shí) | 重量減輕g/dm2 |
Alloy 80A | 5 | 1 |
30 | 72 | |
80 | 災(zāi)難性(>100) | |
Alloy 751 | 5 | 1 |
30 | 58 | |
80 | 災(zāi)難性(>100) | |
Alloy 31V | 5 | 0 |
30 | 1 | |
80 | 52 |
固溶處理：
較低的固溶溫度，即1875°F (1025°C)，會(huì)產(chǎn)生更細(xì)的晶粒，有時(shí)可用于優(yōu)化低于1200°F (649°C)的性能。
時(shí)效處理：
固溶處理過的坯料可以使用一級(jí)時(shí)效或雙級(jí)時(shí)效，以達(dá)到與生產(chǎn)工藝的兼容性。一級(jí)時(shí)效周期是1300°F (704°C)保溫24小時(shí)，空冷。雙級(jí)時(shí)效周期包括一個(gè)穩(wěn)定時(shí)效，從1550/1600°F (843/871°C)保溫4小時(shí)，空冷。加上一個(gè)最終時(shí)效，1350°F (732°C)，保溫4小時(shí)，空冷。
熱加工
Alloy 31V可在1800/2100°F (980°/1150°C)的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱加工，應(yīng)對(duì)鍛壓溫度和摩擦熱的積聚保持謹(jǐn)慎控制。
應(yīng)避免在1800°F (980°C)以下發(fā)生大量變形。鍛件可以用空氣或風(fēng)扇冷卻。應(yīng)避免水淬，特別是對(duì)于大斷面。
機(jī)加工
Alloy 31V的可加工性類似于其他鐵鎳基沉淀硬化合金，如Alloy X-750。
該合金可在固溶退火或時(shí)效硬化條件下加工。機(jī)床應(yīng)該有足夠的動(dòng)力，切削速度應(yīng)該慢。
為了更好的切屑對(duì)切削壓碎機(jī)的作用和更好的光潔度，應(yīng)在時(shí)效硬化的條件下使用材料。
圓棒、鍛件、鍛坯
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