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00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb Hastelloy G-30

（00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合金(jin) 系在（00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb）、Hastelloy G3 合金的基礎上提高鉻量到30%并降鉬和加入適量鎢而發展起來的。由于鉻量高，此合金的主要耐蝕特點是耐含Cl^-、F^-的磷酸的性能顯著優于00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb合金。在硝酸＋氫氟酸，硫酸＋氫氟酸中也具有優良的耐蝕性。此合金可用于濕法磷酸工業生產中的蒸發器以及酸洗不銹鋼的HNO₃+HF的混酸用設備和構件。此合金也可用于核燃料生產中的耐蝕裝置。

一、化學成分和(he)組(zu)織特(te)點(dian)

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合(he)(he)金(jin)的化學成分見表2-4-46。可以(yi)明顯看出，此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)碳量低（≤0.03%)并含約1%Nb,因此(ci)(ci)，此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)鉻碳化物(wu)析出很(hen)少。由于(yu)鉻量高，此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)中溫敏化（例如871℃長期停留(liu)）就有(you)σ相沉淀，但由于(yu)合(he)(he)金(jin)中的鉻量雖高，但鉬、鎢量相對較(jiao)低，因此(ci)(ci)，此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)的熱穩(wen)定性(xing)尚(shang)好(hao)。

二(er)、耐腐蝕性能(neng)

  1. 全面腐蝕(shi)

  研制 00C30N43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金的主要目的是提高合金在含Cl^-、F^-的磷酸中的耐蝕性，以適應磷肥生產的需求。圖2-4-23系此合金在純磷酸中的等腐蝕圖，圖2-4-44和表2-4-47系此合金在工業酸中的耐蝕性并與已知的耐工業磷酸（即含Cl^-、F^-的磷酸）較好的三種合金（Hesteloy G3、Senicro-28 和lnconel 625)的比。圖2-42-4和圖2-4-25則00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金在工業磷酸中的腐蝕速率與 Hastelloy G3 和 Inconel 625腐蝕速率之比。從表2-4-47 中結果可知，在所試驗條件下，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金的耐蝕性顯著優于Hastelloy G、G3及 Inconel 625合金；從圖2-4-24 可看出，在所試驗條件下，Hastelloy G合金的腐蝕速率為00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 的2倍以上，最高可達10倍；而從圖2-4-25中可知，Inconel 625的腐蝕速率則為00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金的1.5倍以上，最高也可達10倍。

  圖 2-4-26~圖2-4-28 系 00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金分別在鹽酸、硝酸、和硫酸中的等腐蝕圖。顯然，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金可耐常壓下任何溫度、任何濃度HNO₃ 的腐蝕（圖2-4-26),而在鹽酸中，當酸的濃度超過10%后，此合金也僅用于50℃以下才屬于耐蝕的范圍（圖2-4-27).圖2-4-28系在硫酸中的試驗結果，可見，G30合金在溫度≤50℃條件下，對于各種濃度的硫酸而言都是耐蝕的。

  在腐蝕性極強的HNO₃+H₂SO₄、HNO3+HCl、HNO₃+HF等混酸介質中，Hastelloy G,G3,G30 等合金的耐蝕性見圖24-20~圖2-4-31。顯然 G30 的耐蝕性既優于Hastelloy G3 又優于 Hastelloy  C-276 和 Hastelloy C-22 等鎳基耐蝕合金，00Cr30Ni46Mo5W2Cu2Nb在濕法磷酸和磷復肥生產中將是一種最理想的耐蝕結構材料。

  表2-4-48系 00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金在一些酸(suan)介質申的腐蝕速(su)率，并與 Hastelloy G3 和 Inconel 625 合金比較的結果(guo)。顯(xian)然，在所試驗的條件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合金腐蝕速(su)率最低。

  2. 晶間(jian)腐(fu)蝕

  圖(tu)2-4-32系在80℃,20%HNO3+6%HF中(zhong)，時效(xiao)（敏化(hua)(hua)）處理對(dui)(dui)此(ci)合(he)(he)金(jin)敏化(hua)(hua)范圍(wei)的影(ying)響。而(er)表(biao)2-4-49則指出了(le)Hastelloy G、G3和(he)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合(he)(he)金(jin)之間時效(xiao)態腐蝕(shi)速(su)率的對(dui)(dui)比。從圖(tu)2-4-32中(zhong)的結果(guo)(guo)可知，G30合(he)(he)金(jin)較G和(he)G3合(he)(he)金(jin)更(geng)不(bu)易敏化(hua)(hua)，即使經過870℃(<10h)敏化(hua)(hua)（時效(xiao)）仍未見敏化(hua)(hua)的出現(xian)。從表(biao)2-4-49中(zhong)的結果(guo)(guo)可知，隨時效(xiao)時間延長，三種(zhong)合(he)(he)金(jin)的腐蝕(shi)速(su)率均有所增長，特別是(shi)G和(he)G3合(he)(he)金(jin)最為明顯；但最敏感的溫度三種(zhong)合(he)(he)金(jin)并不(bu)相同。從表(biao)2-4-49的結果(guo)(guo)同樣得(de)出晶(jing)間腐蝕(shi)敏感性(xing)仍存(cun)在G30<G3<G的順序。

  3. 點腐蝕

  在4%NaCl+0.1%Fe2(SO₄)₃+0.01mol/L HCl,pH為2的溶液中進行點蝕試驗，每個溫度下試驗24小時,測得臨界點蝕溫度見表2-4-50。

  根據表2-4-50的結果，在50℃的4%NaCl+0.1%Fe₂(SO₄)₃+0.01mol/L HCI溶液全浸48小時后觀察，所試驗的G30、825、20Cb-3 和 316 不銹鋼四種材料中，只有00Cr30N43M05.5W2.5Cu2Nb(G30)未見點蝕，且G30合金的臨界點蝕溫度可高達70℃。

三、力學(xue)性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)金的室溫和(he)高(gao)溫拉伸(shen)性能見表2-4-51和(he)表2-4-52。

  表(biao)(biao)2-4-53和表(biao)(biao)2-4-54系合(he)金不(bu)同變形(xing)量(liang)的(de)冷(leng)軋(ya)態(tai)和冷(leng)軋(ya)并(bing)時(shi)(shi)效(xiao)態(tai)的(de)拉伸性(xing)(xing)能和沖擊韌(ren)(ren)性(xing)(xing)，而表(biao)(biao)2-4-55則(ze)系此(ci)合(he)金退火（固(gu)濟）和過（固(gu)溶）十時(shi)(shi)裝態(tai)的(de)沖擊韌(ren)(ren)性(xing)(xing)。可以看出，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)金退火（固(gu)溶）態(tai)不(bu)僅(jin)強度高，且塑性(xing)(xing)、韌(ren)(ren)性(xing)(xing)優良(liang)（橫(heng)、縱向韌(ren)(ren)性(xing)(xing)無差別），但經(jing)冷(leng)軋(ya)、冷(leng)軋(ya)＋500℃時(shi)(shi)效(xiao)或固(gu)溶再(zai)經(jing)中(zhong)溫(wen)時(shi)(shi)效(xiao)后(hou)，此(ci)合(he)金在強度提(ti)高的(de)同時(shi)(shi)，塑、韌(ren)(ren)性(xing)(xing)均有較明顯下(xia)降(jiang)。

四(si)、冷熱加工性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金可進(jin)行熱加工和(he)熱成型，但熱加工和(he)熱成型構件在最終裝(zhuang)(zhuang)配(pei)、安裝(zhuang)(zhuang)使用前，必須先進(jin)行固溶處理。

  由(you)于(yu)此合金室溫下所具有的(de)高(gao)塑(su)、韌性(xing)(xing)，故(gu)冷(leng)加工性(xing)(xing)、冷(leng)成型性(xing)(xing)均良(liang)好，但由(you)于(yu)強度遠高(gao)于(yu)Cr-Ni不銹鋼和鉻、鉬(mu)、鎢量低的(de)鐵鎳基合金，故(gu)冷(leng)加工需更大外(wai)力。

五、熱(re)處理工藝

  此合金固(gu)溶處(chu)理溫度為(wei)約1177℃,隨(sui)后水淬或快速冷卻。

六、焊接性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金(jin)焊接性良好，可采用(yong)GTAW、GMAW和(he)焊條電(dian)弧(hu)焊等(deng)工(gong)藝焊接，由于(yu)埋弧(hu)焊的(de)(de)高熱輸人且冷卻緩慢故不推(tui)薦用(yong)于(yu)焊接此合金(jin)。建議采用(yong)G30焊絲（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進行GMAW和(he)GTAW 工(gong)藝的(de)(de)焊接：用(yong)G30合金(jin)的(de)(de)焊條（ENICrMo-11,UNS W86030)進行焊條電(dian)弧(hu)焊。

  表 2-4-56 列出了典型焊接材料的拉(la)伸性能。

  室溫下，典(dian)型焊接材料V型缺口的沖擊韌性：GTAW 為 144J ，SMAW 為 61J。

七、物理性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金的物理性能(neng)見(jian)表2-4-57。

八、應用

  由(you)于(yu)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金(jin)是一(yi)種高鉻(ge)量(liang)（＞25%)并含有高鉬、鎢、銅等(deng)元素的(de)(de)高鎳(nie)耐蝕合金(jin)，因(yin)此該合金(jin)既(ji)可(ke)(ke)(ke)用于(yu)制(zhi)造耐工(gong)業磷酸(suan)(suan)的(de)(de)磷酸(suan)(suan)生產制(zhi)造過程的(de)(de)蒸發器，又可(ke)(ke)(ke)用于(yu)耐硫酸(suan)(suan)和硝酸(suan)(suan)＋鹽(yan)酸(suan)(suan)，硝酸(suan)(suan)＋氫氟酸(suan)(suan)等(deng)混酸(suan)(suan)的(de)(de)環(huan)境中的(de)(de)化(hua)工(gong)設備和構(gou)件(jian)。由(you)于(yu)此合金(jin)不僅含鈮且(qie)(qie)含碳量(liang)低（≤0.03%),故可(ke)(ke)(ke)用于(yu)各種焊接(jie)件(jian)且(qie)(qie)無晶間腐蝕的(de)(de)敏感性(xing)。此合金(jin)也可(ke)(ke)(ke)用于(yu)石(shi)油天然氣開(kai)發中的(de)(de)油、氣井(jing)套(tao)管。