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
热处理	°F	°C	ksi	MPa	ksi	MPa	%延伸率4D	%断面收缩率
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