注：CarTech® 31V Alloy 和 Pyromet 31V 是Carpenter Technology Corporation的注册商标。
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。
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。
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)
熔点: 2250 - 2420°F (1232 - 1327°C)
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 |
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 |
固溶处理：
较低的固溶温度，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：
固溶处理过的坯料可以使用一级时效或双级时效，以达到与生产工艺的兼容性。一级时效周期是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。加上一个最终时效，1350°F (732°C)，保温4小时，空冷。
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。
该合金可在固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，应在时效硬化的条件下使用材料。
圆棒、锻件、锻坯
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