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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(yi)、化學成分和組織特點(dian)

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合(he)(he)金(jin)的(de)化(hua)學成分見表2-4-46。可以明顯看出(chu)，此合(he)(he)金(jin)碳量(liang)(liang)低(di)（≤0.03%)并含約1%Nb,因此，此合(he)(he)金(jin)鉻(ge)碳化(hua)物析(xi)出(chu)很少。由(you)于鉻(ge)量(liang)(liang)高，此合(he)(he)金(jin)中溫(wen)敏(min)化(hua)（例如871℃長期停留(liu)）就有σ相沉淀(dian)，但由(you)于合(he)(he)金(jin)中的(de)鉻(ge)量(liang)(liang)雖(sui)高，但鉬、鎢量(liang)(liang)相對(dui)較低(di)，因此，此合(he)(he)金(jin)的(de)熱穩定性(xing)尚好。

二、耐腐蝕性(xing)能

  1. 全面腐蝕

  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 合金在一些酸(suan)介質申的腐蝕速率(lv)，并(bing)與(yu) Hastelloy G3 和 Inconel 625 合金比較的結果(guo)。顯然，在所試驗的條件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合金腐蝕速率(lv)最低。

  2. 晶間腐蝕

  圖2-4-32系在(zai)80℃,20%HNO3+6%HF中，時(shi)(shi)效（敏化(hua)(hua)(hua)）處理對此合金(jin)敏化(hua)(hua)(hua)范圍(wei)的(de)影(ying)響。而表2-4-49則指出了Hastelloy G、G3和00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合金(jin)之間(jian)時(shi)(shi)效態腐(fu)蝕(shi)(shi)速率的(de)對比。從圖2-4-32中的(de)結果(guo)(guo)可知，G30合金(jin)較(jiao)G和G3合金(jin)更不易敏化(hua)(hua)(hua)，即使(shi)經過870℃(<10h)敏化(hua)(hua)(hua)（時(shi)(shi)效）仍未見(jian)敏化(hua)(hua)(hua)的(de)出現。從表2-4-49中的(de)結果(guo)(guo)可知，隨(sui)時(shi)(shi)效時(shi)(shi)間(jian)延長，三種合金(jin)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速率均有所增(zeng)長，特別是G和G3合金(jin)最(zui)為(wei)明顯；但最(zui)敏感(gan)的(de)溫度三種合金(jin)并不相同。從表2-4-49的(de)結果(guo)(guo)同樣得出晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)敏感(gan)性仍存(cun)在(zai)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、力學性(xing)能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金的室溫和(he)(he)高溫拉伸(shen)性能(neng)見(jian)表2-4-51和(he)(he)表2-4-52。

  表2-4-53和(he)(he)表2-4-54系合(he)(he)金不同(tong)變形(xing)量的(de)冷軋態和(he)(he)冷軋并時效態的(de)拉伸性(xing)能和(he)(he)沖擊(ji)韌(ren)(ren)性(xing)，而表2-4-55則系此合(he)(he)金退(tui)火（固濟）和(he)(he)過（固溶(rong)）十時裝態的(de)沖擊(ji)韌(ren)(ren)性(xing)。可以看出，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)(he)金退(tui)火（固溶(rong)）態不僅強(qiang)度(du)高，且(qie)塑性(xing)、韌(ren)(ren)性(xing)優良(liang)（橫、縱向韌(ren)(ren)性(xing)無差別），但經冷軋、冷軋＋500℃時效或固溶(rong)再經中溫時效后，此合(he)(he)金在強(qiang)度(du)提(ti)高的(de)同(tong)時，塑、韌(ren)(ren)性(xing)均有較明顯下降。

四、冷熱加工性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金可進行熱(re)加(jia)工和熱(re)成型，但熱(re)加(jia)工和熱(re)成型構件在最終裝配、安(an)裝使用前，必(bi)須(xu)先進行固溶處理(li)。

  由(you)于(yu)此合(he)金室溫(wen)下所具有的高塑、韌性，故(gu)冷(leng)加工(gong)性、冷(leng)成(cheng)型性均良(liang)好，但由(you)于(yu)強度(du)遠高于(yu)Cr-Ni不(bu)銹(xiu)鋼和鉻、鉬、鎢(wu)量低的鐵(tie)鎳基合(he)金，故(gu)冷(leng)加工(gong)需更大外力(li)。

五、熱處理工藝

  此合(he)金固溶處理溫(wen)度為約(yue)1177℃,隨(sui)后水淬或快(kuai)速冷卻。

六、焊接性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)(he)(he)金(jin)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)性良好，可采用(yong)(yong)(yong)GTAW、GMAW和(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)等工藝焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)，由于埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)的(de)高熱(re)輸(shu)人且冷(leng)卻緩慢故不推薦(jian)用(yong)(yong)(yong)于焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)此合(he)(he)(he)金(jin)。建議采用(yong)(yong)(yong)G30焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進行GMAW和(he)GTAW 工藝的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)：用(yong)(yong)(yong)G30合(he)(he)(he)金(jin)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條（ENICrMo-11,UNS W86030)進行焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)。

  表 2-4-56 列出了典(dian)型(xing)焊接材料的(de)拉(la)伸(shen)性能(neng)。

  室溫(wen)下，典型焊接(jie)材料V型缺口(kou)的沖擊韌性：GTAW 為(wei)(wei) 144J ，SMAW 為(wei)(wei) 61J。

七、物理性(xing)能

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

八、應用

  由于00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金是一種高(gao)鉻量(liang)（＞25%)并含有(you)高(gao)鉬、鎢、銅等(deng)元素的(de)(de)高(gao)鎳耐(nai)蝕(shi)合金，因此該合金既可(ke)用(yong)(yong)于制(zhi)造耐(nai)工業磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)的(de)(de)磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)生產制(zhi)造過程的(de)(de)蒸發器(qi)，又可(ke)用(yong)(yong)于耐(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(deng)混酸(suan)(suan)(suan)的(de)(de)環境中(zhong)的(de)(de)化工設(she)備和構件。由于此合金不僅含鈮且(qie)含碳量(liang)低（≤0.03%),故可(ke)用(yong)(yong)于各種焊接件且(qie)無晶間腐蝕(shi)的(de)(de)敏(min)感性。此合金也可(ke)用(yong)(yong)于石油天然氣(qi)(qi)開(kai)發中(zhong)的(de)(de)油、氣(qi)(qi)井(jing)套管(guan)。