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

（00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合金 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、化學成分和組(zu)織(zhi)特點

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合(he)金(jin)(jin)的化學成分見表2-4-46。可以(yi)明顯看出，此合(he)金(jin)(jin)碳量(liang)低（≤0.03%)并含約1%Nb,因(yin)此，此合(he)金(jin)(jin)鉻碳化物析出很少。由于鉻量(liang)高，此合(he)金(jin)(jin)中溫敏化（例如(ru)871℃長期停留(liu)）就(jiu)有σ相(xiang)沉淀，但由于合(he)金(jin)(jin)中的鉻量(liang)雖高，但鉬、鎢量(liang)相(xiang)對較低，因(yin)此，此合(he)金(jin)(jin)的熱穩定性尚好。

二、耐腐蝕性(xing)能

  1. 全面腐(fu)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(xi) 00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)(he)金在一些酸介質申的(de)腐蝕速(su)率，并與 Hastelloy G3 和(he) Inconel 625 合(he)(he)金比較(jiao)的(de)結(jie)果。顯(xian)然，在所試驗的(de)條(tiao)件(jian)G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合(he)(he)金腐蝕速(su)率最低。

  2. 晶(jing)間腐蝕

  圖2-4-32系在80℃,20%HNO3+6%HF中(zhong)，時(shi)效(xiao)（敏(min)化(hua)(hua)）處理對(dui)此(ci)合(he)(he)金敏(min)化(hua)(hua)范圍的(de)影響。而表2-4-49則指出了(le)Hastelloy G、G3和00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合(he)(he)金之(zhi)間(jian)(jian)時(shi)效(xiao)態腐(fu)(fu)蝕速率的(de)對(dui)比。從(cong)圖2-4-32中(zhong)的(de)結(jie)果(guo)可(ke)知，G30合(he)(he)金較G和G3合(he)(he)金更(geng)不(bu)易敏(min)化(hua)(hua)，即使經過870℃(<10h)敏(min)化(hua)(hua)（時(shi)效(xiao)）仍(reng)未見敏(min)化(hua)(hua)的(de)出現。從(cong)表2-4-49中(zhong)的(de)結(jie)果(guo)可(ke)知，隨時(shi)效(xiao)時(shi)間(jian)(jian)延(yan)長(chang)(chang)，三種(zhong)合(he)(he)金的(de)腐(fu)(fu)蝕速率均有所增長(chang)(chang)，特別(bie)是G和G3合(he)(he)金最為明(ming)顯(xian)；但最敏(min)感(gan)的(de)溫度三種(zhong)合(he)(he)金并不(bu)相同(tong)(tong)。從(cong)表2-4-49的(de)結(jie)果(guo)同(tong)(tong)樣得出晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕敏(min)感(gan)性仍(reng)存在G30<G3<G的(de)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(li)學性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金的室溫(wen)和高溫(wen)拉伸性(xing)能見表2-4-51和表2-4-52。

  表2-4-53和(he)表2-4-54系合(he)金不同(tong)變形量(liang)的(de)(de)冷(leng)軋(ya)(ya)態(tai)和(he)冷(leng)軋(ya)(ya)并時效態(tai)的(de)(de)拉伸性(xing)(xing)能和(he)沖擊韌(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)，而表2-4-55則(ze)系此(ci)合(he)金退火(huo)（固(gu)濟）和(he)過（固(gu)溶）十時裝態(tai)的(de)(de)沖擊韌(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)。可以看(kan)出(chu)，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)金退火(huo)（固(gu)溶）態(tai)不僅強(qiang)度高(gao)，且塑性(xing)(xing)、韌(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)優良（橫、縱(zong)向韌(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)無(wu)差別），但經冷(leng)軋(ya)(ya)、冷(leng)軋(ya)(ya)＋500℃時效或固(gu)溶再經中溫(wen)時效后，此(ci)合(he)金在強(qiang)度提高(gao)的(de)(de)同(tong)時，塑、韌(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)均有較明顯下降。

四、冷熱加工性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金可進行(xing)熱加(jia)工和(he)熱成型(xing)，但熱加(jia)工和(he)熱成型(xing)構件在最終裝配、安裝使用前(qian)，必(bi)須先進行(xing)固溶處理。

  由(you)于此合金室溫(wen)下所具有(you)的(de)高塑(su)、韌性(xing)，故冷加工性(xing)、冷成型(xing)性(xing)均良(liang)好，但(dan)由(you)于強度遠高于Cr-Ni不銹鋼(gang)和鉻、鉬、鎢量低的(de)鐵鎳(nie)基合金，故冷加工需(xu)更大外力。

五、熱(re)處理(li)工(gong)藝

  此合金固溶處理溫度為(wei)約1177℃,隨后水(shui)淬或快速(su)冷(leng)卻。

六、焊接性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)(he)金(jin)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)性良好，可采用(yong)GTAW、GMAW和焊(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)等工藝焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)，由于(yu)埋弧(hu)焊(han)(han)(han)的(de)高熱輸人且冷卻緩慢故不推(tui)薦用(yong)于(yu)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)此合(he)(he)金(jin)。建議采用(yong)G30焊(han)(han)(han)絲（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進(jin)行GMAW和GTAW 工藝的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)：用(yong)G30合(he)(he)金(jin)的(de)焊(han)(han)(han)條(tiao)（ENICrMo-11,UNS W86030)進(jin)行焊(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)。

  表 2-4-56 列出(chu)了典(dian)型焊接材(cai)料的拉伸性能(neng)。

  室溫下，典型(xing)焊接材料V型(xing)缺口(kou)的沖(chong)擊韌(ren)性：GTAW 為 144J ，SMAW 為 61J。

七、物理(li)性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金(jin)的物理性能見表(biao)2-4-57。

八(ba)、應用

  由于(yu)(yu)(yu)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金(jin)(jin)是一種高鉻量（＞25%)并含有高鉬、鎢、銅等元素(su)的(de)(de)高鎳耐(nai)蝕合(he)金(jin)(jin)，因此(ci)該(gai)合(he)金(jin)(jin)既可(ke)(ke)用(yong)于(yu)(yu)(yu)制造耐(nai)工(gong)業磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)的(de)(de)磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)生(sheng)產制造過程的(de)(de)蒸發器(qi)，又可(ke)(ke)用(yong)于(yu)(yu)(yu)耐(nai)硫酸(suan)(suan)(suan)和硝酸(suan)(suan)(suan)＋鹽酸(suan)(suan)(suan)，硝酸(suan)(suan)(suan)＋氫氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)等混酸(suan)(suan)(suan)的(de)(de)環境中(zhong)的(de)(de)化工(gong)設備(bei)和構件(jian)。由于(yu)(yu)(yu)此(ci)合(he)金(jin)(jin)不僅含鈮且含碳量低(di)（≤0.03%),故可(ke)(ke)用(yong)于(yu)(yu)(yu)各(ge)種焊接件(jian)且無晶(jing)間腐蝕的(de)(de)敏感性。此(ci)合(he)金(jin)(jin)也(ye)可(ke)(ke)用(yong)于(yu)(yu)(yu)石油天然氣開發中(zhong)的(de)(de)油、氣井(jing)套管。