Alloy 31, 1.4562, UNS N08031, VDM® Alloy 31 - liga de níquel

Alloy 31, 1.4562, UNS N08031, VDM® Alloy 31 - liga de níquel de acordo com ASTM B625, NACE MR0175 / ISO 15156 e API 6ACRA

Alloy 31, 1.4563, Alloy VDM® 31 – descrição

A liga 31 é uma liga de ferro-níquel-cromo-molibdénio com adição de nitrogénio. Tem uma estrutura cúbica de faces centradas. O teor de 0,2% de nitrogénio estabiliza a austenita e reduz a taxa de precipitação das fases sigma intermetálicas. Tecnicamente qualificada como aço inoxidável, na realidade, ela preenche a lacuna entre o aço inoxidável de alta liga e as ligas de níquel, desempenhando algumas tarefas tão bem quanto estas últimas, mas com custos mais baixos. A liga 31 está incluída na lista do Instituto Federal Alemão de Pesquisa e Teste de Materiais para contentores de transporte e armazenamento de mercadorias perigosas. É aprovada pela VdTÜV para vasos de pressão de -196 °C até 550 °C. A liga VDM® 31 está incluída na NACE MR0175 / ISO 15156:2003, (assim como na API 6ACRA), e certificada até o nível CI para aplicações com gases ácidos.

Aplicações

A liga 31 é usada nas indústrias química e petroquímica para componentes de instalações de dessulfurização de gases de combustão, instalações de produção de ácido fosfórico, tubos e permutadores de calor para ácidos sulfúricos contaminados com cloretos, na indústria de papel e celulose, em instalações de digestão de minério, na extração de petróleo e gás para tubos, slicklines, wirelines e flowlines que transportam petróleo e gás e, finalmente, na engenharia naval.

Propriedades físicas e de tração

Propriedades físicas à temperatura ambiente:

• Densidade: 8,05 g/cm³
• Temperatura de fusão: 1330-1370 °C
• Permeabilidade magnética: 1,001

Coeficiente de expansão térmica a alta temperatura, de 20 °C a:

• 100 °C: 14,3 μm/m⋅K
• 200 °C: 14,7 μm/m⋅K
• 300 °C: 15,1 μm/m⋅K
• 400 °C: 15,5 μm/m⋅K
• 500 °C: 15,7 μm/m⋅K
• 600 °C: 15,9 μm/m⋅K

Condutividade térmica:

• 20 °C: 11,7 W/m · K
• 100 °C: 13,2 W/m · K
• 200 °C: 15 W/m · K
• 300 °C: 16,8 W/m · K
• 400 °C: 18,5 W/m · K
• 500 °C: 20,2 W/m · K
• 600 °C: 21,9 W/m · K

Resistividade elétrica:

• 20 °C: 1,04 μΩ·m
• 100 °C: 1,07 μΩ·m
• 200 °C: 1,1 μΩ·m
• 300 °C: 1,13 μΩ·m
• 400 °C: 1,16 μΩ·m
• 500 °C: 1,18 μΩ·m
• 600 °C: 1,2 μΩ·m

Módulo de Young:

• 20 °C: 198 GPa
• 100 °C: 189 GPa
• 200 °C: 183 GPa
• 300 °C: 176 GPa
• 400 °C: 170 GPa
• 500 °C: 163 GPa
• 600 °C: 158 GPa

Propriedades mecânicas a altas temperaturas das placas de liga 31, recozidas e temperadas, de acordo com a ficha técnica de materiais 509 da VdTÜV:

• 20 °C:
  • Limite de escoamento: >280 MPa
  • Resistência à tração: >650 MPa
  • Alongamento: >40%
• 100 °C:
  • Limite de escoamento: >210 MPa
  • Resistência à tração: >630 MPa
  • Alongamento: >40%
• 200 °C:
  • Limite de escoamento: >180 MPa
  • Resistência à tração: >580 MPa
  • Alongamento: >40%
• 300 °C:
  • Limite de escoamento: >165 MPa
  • Resistência à tração: >530 MPa
  • Alongamento: >40%
• 400 °C:
  • Resistência ao escoamento: >150 MPa
  • Resistência à tração: >500 MPa
  • Alongamento: >40%
• 500 °C:
  • Resistência ao escoamento: 135 MPa
  • Resistência à tração: 470 MPa
  • Alongamento: >40%
• 550 °C:
  • Limite de escoamento: 125 MPa
  • Resistência à tração: 450 MPa
  • Alongamento: >40%

Resistência ao impacto

• 20 °C: > 185 J/cm2
• -196 °C: > 140 J/cm2

Resistência à corrosão

A liga 31 tem boa resistência à corrosão quando usada em solução recozida, limpa e com brilho metálico.

Meios contendo halogenetos - boa resistência.

Ácido sulfúrico - resistência muito boa até 80 °C.

Ácido fosfórico - boa resistência. A liga 31 tem sido utilizada com sucesso em fábricas de processamento de celulose e papel.

Corrosão intercristalina - resistência razoável a boa. Testes de acordo com a norma ASTM G28 (método A) e SEP 1877 II mostram que a liga 31 só fica sensibilizada após exposição prolongada - após 10 horas a 650 °C e após 100 horas a 590 °C.

Corrosão por pite - resistência razoável. A temperatura crítica de corrosão por pite em 10% de FeCl3 x 6 H₂O (ASTM G48) é de 85 °C.

Ácido clorídrico - resistência razoável em baixas concentrações (até 5%).

Soldabilidade

A liga 31 tem boa soldabilidade. Siga os procedimentos habituais para soldar aço inoxidável de alta liga. Não é necessário pré-aquecimento.

O tratamento térmico pré e pós-soldagem normalmente não é necessário. No entanto, se o componente já tiver sido usado a 600-650 °C antes da soldagem, recomenda-se um recozimento de estabilização após a soldagem, antes de ser usado nessa faixa de temperatura crítica.

Seleção de consumíveis de soldagem:

• Metal de adição - ERNiCrMo-13 (VDM® FM 59) ou N08031 (VDM® FM 31)

Tratamento térmico, trabalho e usinagem

Parâmetros recomendados para tratamento térmico e trabalho a quente:

• Trabalho a quente: 1200-1050 °C; arrefecimento rápido ao ar/temperagem em água
• Tratamento de solução: 1150-1180 °C; arrefecimento rápido ao ar/temperagem em água

Para obter a melhor resistência à corrosão, o componente deve ser arrefecido rapidamente (> 150 °C/min) da temperatura de tratamento térmico até 500 °C.

A conformação a frio deve ser realizada em peças tratadas termicamente. Devido ao endurecimento da liga, muitas vezes é necessário um recozimento intermédio. Para a conformação a frio de >15%, é necessário um recozimento final.

Nós fornecemos essa liga de aço na forma de:

• Barras, fios, peças forjadas de acordo com ASME SB-581 / ASTM B581, ASME SB-649 / ASTM B649
• Chapas e placas de acordo com ASME SB-625 / ASTM B625
• Barras, fios, peças forjadas, chapas, placas de acordo com VdTÜV 509, SEW 400