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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、化學成分和組織(zhi)特點

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合(he)(he)金(jin)的化學成分(fen)見表2-4-46。可以明顯看出，此合(he)(he)金(jin)碳量(liang)(liang)低(di)（≤0.03%)并含約1%Nb,因(yin)此，此合(he)(he)金(jin)鉻(ge)碳化物析出很少(shao)。由于鉻(ge)量(liang)(liang)高，此合(he)(he)金(jin)中溫敏(min)化（例如871℃長(chang)期停留）就有(you)σ相(xiang)沉淀，但由于合(he)(he)金(jin)中的鉻(ge)量(liang)(liang)雖高，但鉬(mu)、鎢量(liang)(liang)相(xiang)對較低(di)，因(yin)此，此合(he)(he)金(jin)的熱(re)穩定性尚好。

二、耐腐蝕性能

  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 00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)(he)金(jin)在一些酸介質申的(de)腐(fu)蝕(shi)速率，并與 Hastelloy G3 和(he) Inconel 625 合(he)(he)金(jin)比較的(de)結果。顯然，在所試驗的(de)條件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合(he)(he)金(jin)腐(fu)蝕(shi)速率最低。

  2. 晶間(jian)腐蝕

  圖2-4-32系在(zai)80℃,20%HNO3+6%HF中(zhong)(zhong)，時(shi)效（敏(min)化）處理對此合(he)金(jin)敏(min)化范圍的(de)影(ying)響。而表2-4-49則指出了Hastelloy G、G3和00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合(he)金(jin)之間時(shi)效態腐(fu)蝕(shi)速率(lv)的(de)對比。從(cong)(cong)圖2-4-32中(zhong)(zhong)的(de)結(jie)(jie)果可知(zhi)，G30合(he)金(jin)較G和G3合(he)金(jin)更(geng)不易敏(min)化，即使經過870℃(<10h)敏(min)化（時(shi)效）仍未見(jian)敏(min)化的(de)出現。從(cong)(cong)表2-4-49中(zhong)(zhong)的(de)結(jie)(jie)果可知(zhi)，隨時(shi)效時(shi)間延(yan)長，三種(zhong)合(he)金(jin)的(de)腐(fu)蝕(shi)速率(lv)均有所增長，特別是G和G3合(he)金(jin)最為明顯；但最敏(min)感的(de)溫(wen)度三種(zhong)合(he)金(jin)并不相同。從(cong)(cong)表2-4-49的(de)結(jie)(jie)果同樣得(de)出晶間腐(fu)蝕(shi)敏(min)感性仍存在(zai)G30<G3<G的(de)順(shun)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、力學性能

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

  表(biao)(biao)2-4-53和表(biao)(biao)2-4-54系合金不(bu)同變形量的冷(leng)軋(ya)(ya)態(tai)(tai)(tai)和冷(leng)軋(ya)(ya)并時(shi)效態(tai)(tai)(tai)的拉伸性能和沖擊韌性，而表(biao)(biao)2-4-55則系此合金退火（固濟）和過（固溶(rong)）十時(shi)裝(zhuang)態(tai)(tai)(tai)的沖擊韌性。可以看出，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金退火（固溶(rong)）態(tai)(tai)(tai)不(bu)僅強度(du)高(gao)，且塑性、韌性優良（橫、縱向韌性無差別），但經冷(leng)軋(ya)(ya)、冷(leng)軋(ya)(ya)＋500℃時(shi)效或固溶(rong)再經中溫時(shi)效后，此合金在強度(du)提高(gao)的同時(shi)，塑、韌性均有較明顯下(xia)降。

四、冷熱加工性能(neng)

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金可進(jin)行(xing)(xing)熱加(jia)(jia)工和(he)(he)熱成型，但熱加(jia)(jia)工和(he)(he)熱成型構件在最終裝配、安裝使用前，必須先進(jin)行(xing)(xing)固溶處(chu)理。

  由于(yu)此(ci)合金室溫下所具有的高塑、韌(ren)性(xing)(xing)，故冷(leng)加工性(xing)(xing)、冷(leng)成型(xing)性(xing)(xing)均良好，但由于(yu)強度(du)遠高于(yu)Cr-Ni不銹鋼(gang)和(he)鉻(ge)、鉬(mu)、鎢(wu)量低的鐵鎳(nie)基合金，故冷(leng)加工需更大(da)外力。

五、熱處理工藝

  此合金(jin)固溶處理(li)溫度(du)為約1177℃,隨(sui)后水淬或快速冷卻。

六、焊(han)接性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金焊(han)接(jie)(jie)性良好(hao)，可采用GTAW、GMAW和焊(han)條(tiao)電弧(hu)(hu)焊(han)等工藝焊(han)接(jie)(jie)，由于(yu)埋弧(hu)(hu)焊(han)的高熱輸(shu)人(ren)且冷卻緩慢故不推薦(jian)用于(yu)焊(han)接(jie)(jie)此(ci)合金。建議采用G30焊(han)絲（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進(jin)行(xing)GMAW和GTAW 工藝的焊(han)接(jie)(jie)：用G30合金的焊(han)條(tiao)（ENICrMo-11,UNS W86030)進(jin)行(xing)焊(han)條(tiao)電弧(hu)(hu)焊(han)。

  表 2-4-56 列出了典型焊接材料的拉伸性能。

  室溫下(xia)，典(dian)型焊(han)接材料(liao)V型缺(que)口(kou)的沖擊韌性：GTAW 為 144J ，SMAW 為 61J。

七(qi)、物理性能

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

八、應(ying)用

  由(you)于(yu)(yu)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金(jin)是一種(zhong)高(gao)(gao)鉻量（＞25%)并含(han)有高(gao)(gao)鉬、鎢、銅等元素的(de)高(gao)(gao)鎳(nie)耐蝕合(he)金(jin)，因此(ci)該(gai)合(he)金(jin)既可(ke)用于(yu)(yu)制(zhi)造耐工業磷(lin)酸(suan)的(de)磷(lin)酸(suan)生產制(zhi)造過程的(de)蒸發器(qi)，又可(ke)用于(yu)(yu)耐硫酸(suan)和硝酸(suan)＋鹽酸(suan)，硝酸(suan)＋氫氟酸(suan)等混酸(suan)的(de)環境中的(de)化工設備和構件(jian)。由(you)于(yu)(yu)此(ci)合(he)金(jin)不僅含(han)鈮且(qie)含(han)碳量低(di)（≤0.03%),故可(ke)用于(yu)(yu)各種(zhong)焊接件(jian)且(qie)無晶間(jian)腐(fu)蝕的(de)敏感性。此(ci)合(he)金(jin)也可(ke)用于(yu)(yu)石油(you)(you)天然氣開發中的(de)油(you)(you)、氣井套管。