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国机金属(Alloy 31V)高温气阀合金性能介绍

发布时间: 03-20

注:CarTech® 31V Alloy 和 Pyromet 31V 是Carpenter Technology Corporation的注册商标。

1 概述

Alloy 31V是一种耐硫化、耐腐蚀沉淀硬化合金,在1500°F (816°C)高温下具有不同寻常的耐腐蚀和强度组合。

该合金具有良好的抗高温硫化和氧化环境的性能,如在柴油机使用中遇到的环境,以及在酸性气体和油深井中遇到的酸性环境。

2 应用

由于其优异的平衡性能,Alloy 31V被认为是许多高要求应用的候选材料,包括快速射击军用炮管、煤气化装置的硬件和重型内燃机的排气阀。

3 化学成分

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


4 物理性能

密度: 8.01 g/cm³ (0.289 lb/in³)

熔点: 2250 - 2420°F (1232 - 1327°C)

5 机械性能

典型的室温和高温力学性能

试样: 0.75 in (19mm)圆棒

热处理:

1 热处理:2050°F(1121°C) 1小时, 空冷, 1550°F(843°C) 4小时, 空冷, 1350°F(732°C) 4小时, 空冷。

2 热处理:2050°F(1121°C) 1小时, 空冷, 1300°F(704°C) 24小时。

3 热处理:1875°F(1024°C) 1小时, 油淬, 1300°F(704°C) 24小时。

热处理

实验温度

0.2%屈服强度

极限抗拉强度

%延伸率4D

%断面收缩率

°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

 

6 耐蚀性能

 

在1600°F (871°C) 下,在10%CaSO4 - 6% BaSO4 - 2% Na2SO4 - 1% C的混合物中进行了旨在评估合金31V耐高温硫化攻击能力的实验室坩埚试验,试验持续了80小时。在“各种合金的相对硫化试验结果”的超链接中显示的结果表明,与遭受灾难性攻击的商用柴油阀门合金(如Alloy 751和Alloy 80A)相比,Alloy 31V具有优越的阻抗性。这三种合金在1675°F(913°C)下都具有优异的抗氧化铅热腐蚀性能。在1700°F (927°C) / 100小时 90% Na2SO4 / 10% NaCl的熔融混合物中,Alloy 31V仅表现出轻微的腐蚀,Alloy 751则表现出灾难性的腐蚀。

在实验室和现场环境下进行了评估,确定Alloy 31V作为一种硫应力抗裂材料的候选材料,用于酸性环境下的油田应用。

对比试验表明,在NACE TM-01-77溶液中,它由一种酸化的、脱氧的含硫化氢的酸盐水组成, Alloy 31V合金优于X-750合金(一种公认的酸性合金)。

在1600°F(871°C)温度下各种合金的硫化试验结果比较

合金

时间:小时

重量减轻g/dm2

Alloy 80A

5

1

30

72

80

灾难性(>100)

Alloy 751

5

1

30

58

80

灾难性(>100)

Alloy 31V

5

0

30

1

80

52

7 热处理

固溶处理:

较低的溶温度,即1875°F (1025°C),会产生更细的晶粒,有时可用于优化低于1200°F (649°C)的性能。

时效处理:

溶处理过的料可以使用一级时效双级时效,以达到与生产工艺的最佳兼容性。一级时效周期1300°F (704°C)保温24小时,空冷。双级时效周期包括一个稳定时效,从1550/1600°F (843/871°C)保温4小时,空冷加上一个终时效,1350°F (732°C),保温4小时,空冷。

8 加工

热加工

Alloy 31V可在1800/2100°F (980°/1150°C)的温度范围内进行热加工,应对锻压温度和摩擦热的积聚保持谨慎控制

应避免在1800°F (980°C)以下发生大量变形。锻件可以用空气或风扇冷却。应避免水淬,特别是对于大断面。
机加工

Alloy 31V的可加工性类似于其他铁镍基沉淀硬化合金,如Alloy X-750

该合金可在溶退火或时效硬化条件下加工。机床应该有足够的动力,切削速度应该慢。

为了更好的切屑对切削压碎机的作用和更好的光洁度,时效硬化的条件下使用材料

9 产品

圆棒、锻件、锻坯

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标签:气阀合金  Alloy 31V  国机金属


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