סגסוגת 31הוא סגסוגת מוליבדן-ניקל-ברזל-מוליבדן, הידועה בעמידותה הגבוהה בפני קורוזיה. ההרכב הכימי שלו, לפי מפרטים כמו ASTM B625, תואם בדרך כלל לטווח הבא, כאשר כל אלמנט משרת מטרה קריטית:
· ניקל (Ni): 30.0 - 32.0%
· Chromium (Cr): 26.0 - 28.0%
· ברזל (Fe): איזון (כ-35%)
· מוליבדן (מו): 6.0 - 7.0%
· נחושת (Cu): 1.0 - 1.4%
· חנקן (N): 0.15 - 0.25%
· מנגן (Mn): פחות או שווה ל-2.0%
· פחמן (C): פחות או שווה ל-0.015%
· סיליקון (Si): פחות או שווה ל-0.3%
· זרחן (P): פחות או שווה ל-0.02%
· גופרית (S): פחות או שווה ל-0.01%
הרכב סגסוגת 31 ותפקידיהם
1. כרום (Cr): שומר הפסיביות
כרום הוא היסוד הבסיסי ל"אי-חלד". בריכוז גבוה של 26-28%, הוא יוצר במהירות שכבת תחמוצת כרום (Cr₂O₃) יציבה, דביקה ומתוקנת על פני השטח. סרט פסיבי זה הוא המגן העיקרי מפני קורוזיה כללית וחמצון סביבות.
2. ניקל (Ni): המייצב והמשפר
ב-30-32%, ניקל הוא מייצב האוסטניט העיקרי, המבטיח מבנה מיקרו-אוסטניטי מלא, לא-מגנטי ומתנשא בצורה יוצאת דופן עד לטמפרטורות קריוגניות. זה משפר באופן קריטי את העמידות בפני פיצוח קורוזיה (SCC) בתמיסות נושאות כלוריד ומשפר את הקשיחות.
3. מוליבדן (מו): המומחה נגד התקפה מקומית
תכולת המוליבדן של 6-7% היא המגן העיקרי מפני קורוזיה וחריצים, במיוחד בסביבות המכילות כלורידים והלידים אחרים. זה מחזק את הסרט הפסיבי בהפחתת תנאי חומציות. הסינרגיה שלו עם כרום וחנקן מכומדת על ידי מספר שווה ערך גבוה של עמידות פיתול (PREN > 43), המעיד על ביצועים ברמה העליונה.
4. חנקן (N): המחזק הרב-מוכשר
חנקן הוא תוספת חזקה ומכוונת עם יתרונות משולשים:
מחזק פתרון מוצק-: הוא מגדיל באופן דרמטי את חוזק התפוקה ואת חוזק המתיחה מבלי להקריב את משיכות הסגסוגת.
מייצב אוסטניט: הוא משלים ניקל באבטחת המבנה האוסטניטי.
מגבר קורוזיה: הוא משפר באופן משמעותי את העמידות בפני קורוזיה מקומית, פועל בצורה סינרגטית עם מוליבדן.
5. נחושת (Cu): מומחה החומצות
נחושת, בטווח מבוקר של 1.0-1.4%, מעניקה עמידות יוצאת דופן לחומצות שאינן מחמצנות, במיוחד חומצה גופרתית (H₂SO₄), בטווח רחב של ריכוזים וטמפרטורות. זה הופך את סגסוגת 31 למתאימה באופן ייחודי לייצור חומצה, כבישה ומפעלי עיבוד חומצה זרחתית.
6. פחמן (C) וזיהומים: המשתנים המבוקרים
תכולת הפחמן הנמוכה במיוחד (-<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.
הגבלות קפדניות על גופרית, זרחן וסיליקון מבטיחות עוד יותר יכולת עבודה חמה מעולה, ייצור נקי וביצועי קורוזיה אופטימליים.
Alloy 31 ביצועים ויתרונות
1. פרופיל עמידות בפני קורוזיה ללא תחרות
Alloy 31 מציעה הגנה רב-תכליתית וחזקה מפני קשת רחבה של חומרים קורוזיביים:
קורוזיה מקומית: עמידות יוצאת דופן במי ים, מים מליחים וזרמים עשירים בכלוריד-.
סביבות חומצה: ביצועים מעולים בחומצות גופרתיות, זרחניות, חנקתיות וחומצות מעורבות, לעתים קרובות מעלים ביצועים טובים יותר מפלדות אל חלד סטנדרטיות ואפילו כמה סגסוגות על בסיס ניקל-.
Cracking Corrosion Cracking (SCC): חסינות גבוהה בפני כלוריד-שמקורה ב-SCC.
2. חוזק מכני גבוה עם גמישות טובה
תוספת החנקן מספקת ל- Alloy 31 חוזק תפוקה טיפוסי של -טמפרטורת החדר (Rp0.2) של כ-310 MPa, גבוה משמעותית מהאוסטניטיקה הרגילה כמו 316L או 904L. זה מאפשר חיסכון פוטנציאלי במשקל באמצעות עיצובי חלקים דקים יותר תוך שמירה על יכולת צורה וקשיחות טובה.
3. יכולת עיבוד וריתוך מצוינים
למרות החוזק הגבוה ותכולת הסגסוגת שלה, ניתן לעבוד בהצלחה חמה וקרה של Alloy 31, לעבד במכונה ולרתך באמצעות טכניקות סטנדרטיות המשמשות לפלדות אל-חלד אוסטניטיות. תכולת הפחמן הנמוכה וההרכב המאוזן שלו הם המפתח ליכולת הריתוך הטובה שלו.
4. פתרון הנדסי יעיל-עלויות
ממוקם בין פלדות דופלקס/סופר -אוסטניטיות וסגסוגות ניקל-יותר גבוהה, Alloy 31 מציגה לעתים קרובות בחירה כלכלית אופטימלית.
עבור יישומים תובעניים רבים, הוא מספק את הביצועים הדרושים בעלות מחזור חיים כוללת נמוכה יותר, ומפחית את ההוצאות הקשורות לתחזוקה, זמן השבתה והחלפה מוקדמת.
סגסוגת 31מאפיינים מכניים
במצב חישול-לפתרון, Alloy 31 מפגין חוזק וגמישות מצוינים:
חוזק תפוקה (היסט של 0.2%): גדול או שווה ל-280 MPa בטמפרטורת החדר, שמירה על 125 MPa או שווה ל-550 מעלות.
חוזק מתיחה: גדול או שווה ל-650 MPa בתנאי סביבה, עם שמירה טובה עד 450 MPa ב-550 מעלות.
התארכות: גדולה או שווה ל-40%, מה שמבטיח יכולת צורה ועמידות בפני פגיעות (גדול או שווה ל-185 J/cm² ב-RT, גדול או שווה ל-140 J/cm² ב-196 מעלות).
קשיות: בדרך כלל 150-220 HB, עם קצבי התקשות- גבוהים יותר מאשר פלדות סטנדרטיות מסדרת 300, מה שמחייב חישול עבור יצירה קרה נרחבת. מאפיינים אלה תומכים בשימוש בו במכלי לחץ לפי ASME Code Case 2122, עם מגבלות תפעול מ-196 מעלות עד 550 מעלות.
