Alloy 31( N08031)镍基合金成分 性能 标准

Alloy31（N08031）是一种高性能的镍基合金，具有优异的耐腐蚀性和机械性能，广泛应用于化工、石油、能源等行业以下是关于Alloy 31（N08031）镍基合金的化学成分、性能特点及执行标准的综合解析： 

一、化学成分

Alloy 31（UNS N08031）是一种含氮的铁镍铬钼合金，其核心成分如下（质量分数/%）：

• 镍（Ni）：30-32%

• 铬（Cr）：26-28%

• 钼（Mo）：6-7%

• 氮（N）：0.15-0.25%

• 铜（Cu）：1.0-1.4%

• 其他元素：碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）等含量较低，控制在特定范围内以确保合金的性能。

关键元素作用：

• 镍（Ni）：基体元素，提供高温稳定性和耐腐蚀基础。

• 铬（Cr）与钼（Mo）：增强抗氧化性和耐点蚀、缝隙腐蚀能力，尤其在含氯离子环境中表现优异。

• 氮（N）：稳定奥氏体组织，抑制金属间相析出，提升强度和耐腐蚀性。

• 铜（Cu）：优化耐硫酸腐蚀性能。 

二、性能特点

1. 耐腐蚀性能

• 全面耐蚀性：在氧化性（如硝酸）和还原性（如硫酸、磷酸）介质中均表现出色，尤其在高浓度硫酸中腐蚀速率极低。

• 抗局部腐蚀：耐点蚀当量（PREN）≥48，显著优于316L、625等合金，适用于海水、氯化物环境。

• 耐应力腐蚀开裂（SCC）：通过NACE MR0175认证，适用于酸性油气田环境。

2. 高温性能

• 工作温度：可在-196~550℃范围内长期使用，短期耐受温度达800℃。

• 热稳定性：熔点1350~1400℃，热导率10.7~21.9 W/(m·K)，热膨胀系数15.3×10⁻⁶/K（100~600℃）。

3. 机械性能

• 固溶态性能：抗拉强度≥650 MPa，屈服强度≥350 MPa，延伸率≥35%。

• 冷加工性能：塑性良好，适合冷轧、拉拔等工艺，但需中间退火（900~1050℃）以恢复塑性5。

4. 加工与焊接性能

• 热加工：推荐温度1000~1200℃，终锻温度≥900℃。

• 焊接：支持TIG、MIG等多种焊接方法，焊后无需热处理即可保持性能。

三、执行标准

Alloy 31的生产与检测遵循以下国际及国内标准：

1. 国际标准

• UNS N08031：美国统一编号系统。

• ASTM B564：镍合金锻件标准。

• EN 1.4562：欧洲标准，适用于板材、管材等。

2. 国内标准

• GB/T 14992：高温合金分类标准。  

四、典型应用

Alloy 31广泛应用于以下领域：

1. 化工与石化：硫酸冷凝器、磷酸生产设备、酸性气体管道。

2. 海洋工程：海水淡化热交换器、船舶冷却系统。

3. 能源环保：燃煤电厂烟气脱硫（FGD）系统、核电站部件。

4. 纸浆与造纸：二氧化氯漂白设备、耐腐蚀反应器。 

五、补充说明

• 经济性：相比哈氏合金C-276等材料，Alloy 31成本更低，但耐蚀性接近，性价比突出。

• 热处理建议：固溶处理温度1150~1200℃，水冷或空冷，以优化组织均匀性。