VDM Alloy 31 Plus® 镍铁铬钼合金 — 卓越耐腐蚀性的先进材料

概述

VDM Alloy 31 Plus®（材料号 2.4692，NiFeCr27Mo6CuN）是一种通过控制氮含量并优化镍含量的镍-铁-铬-钼合金，相比 VDM® Alloy 31 具有更好的冶金稳定性。主要特点包括：

• 耐腐蚀性与 VDM® Alloy 31 相当
• 固溶退火温度更低，工艺改进
• 对硫酸具有优异的耐腐蚀性
• 对磷酸具有优异的耐腐蚀性
• 加工成形性能良好
• 焊接性能好
• 通过 ASME 规范第 VIII 分册第 1 类和第 2 类 Class 1 应用的压力容器认证

物理性能

力学性能

热学性能

磁学性能

化学成分 (wt%)

工艺与应用性能

应用领域

含硫酸化工工艺；废硫酸处理；烟气脱硫装置部件；复合钢板储罐；湿法磷酸生产装置；海水和半咸水应用；盐类蒸发结晶；硫酸和硝酸-氢氟酸酸洗装置；水冶金（如 HPAL 法浸出红土镍矿）；精细化工、特种化工和有机酸；纤维素和造纸工业部件。

冷成形

工件应处于退火状态进行冷成形。VDM Alloy 31 Plus® 的加工硬化率显著高于广泛使用的奥氏体不锈钢，设计成形工具、设备及工艺时须充分考虑。大量冷成形需中间退火；冷变形量超过 15% 时，必须进行最终固溶退火。

耐腐蚀性能

材料在交付状态和焊接状态下，按 ASTM-G 28 方法 A 测试，均耐晶间腐蚀。按同标准测定的腐蚀速率（24 小时质量损失法）在交付态和焊接态下均 ≤ 0.5 mm/a (0.020 mpy)。对缝隙腐蚀和点蚀也具有极佳抵抗力，耐蚀性与 VDM® Alloy 31 相当。

加工性能

建议在热处理状态下加工。因加工硬化倾向远高于低合金奥氏体不锈钢，应选用较低切削速度、适中进给量，刀具需持续接触工件。足够的切深对于切除前道工序形成的应变硬化层至关重要。大量使用合适的（最好是水基）冷却液以实现最佳散热，对稳定加工过程影响显著。

热处理

固溶退火温度区间：1140 – 1170 °C (2084 – 2138 °F)。保温时间从工件温度均匀开始计算；保温时间过长通常比过短危害小得多。为获得最大耐腐蚀性，工件必须从退火温度快速冷却，特别是 1100 – 500 °C (2012 – 932 °F) 区间冷却速率需 >150 °C/min (>302 °F/min)。热处理前炉子必须预热至最高退火温度，并满足“加热”项下的洁净度要求。带材可在连续炉中按厚度调整速度和温度进行热处理。

热成形

热成形温度范围：1200 – 1050 °C (2192 – 1922 °F)，成形后水冷或风冷快速冷却。加热时工件应置入已预热至最高热成形温度（固溶退火温度）的炉中。炉温恢复后，工件每 100 mm (3.94 in) 厚度保温约 60 分钟。随后立即取出在上述温度范围内成形，温度降至 1050 °C (1922 °F) 需再加热。热成形后建议进行热处理以获得最佳性能。

其他特性

VDM Alloy 31 Plus® 为面心立方结构。氮和镍的含量降低了金属间化合物析出倾向，稳定了奥氏体组织。

焊接

大多数应用可使用 VDM® FM 59 焊材，采用常规工艺（TIG、MIG），推荐脉冲弧焊。焊前材料应处于固溶退火态，表面无氧化皮、油污和标记。焊接根部时需用纯度 ≥99.99% 的纯氩气保护，确保根部焊缝无氧化物。建议根部焊后的第一道、视结构情况有时第二道填充层也进行背面保护。回火色应在焊缝仍热时用不锈钢丝刷清除。