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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(xue)成分和組織特點(dian)

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合金(jin)的化(hua)學成(cheng)分見表(biao)2-4-46。可(ke)以(yi)明顯看出(chu)，此合金(jin)碳量(liang)低（≤0.03%)并含(han)約(yue)1%Nb,因(yin)此，此合金(jin)鉻(ge)碳化(hua)物析出(chu)很少(shao)。由于鉻(ge)量(liang)高，此合金(jin)中溫(wen)敏化(hua)（例如871℃長(chang)期停留）就有(you)σ相(xiang)沉淀，但由于合金(jin)中的鉻(ge)量(liang)雖高，但鉬、鎢(wu)量(liang)相(xiang)對較(jiao)低，因(yin)此，此合金(jin)的熱穩定性尚好(hao)。

二、耐腐(fu)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 00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金在一(yi)些酸介質申(shen)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速率，并與 Hastelloy G3 和 Inconel 625 合金比(bi)較的(de)(de)結(jie)果。顯然(ran)，在所試(shi)驗的(de)(de)條件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合金腐(fu)(fu)蝕(shi)速率最(zui)低。

  2. 晶(jing)間(jian)腐蝕

  圖(tu)2-4-32系(xi)在80℃,20%HNO3+6%HF中，時(shi)效(xiao)（敏(min)(min)化(hua)(hua)(hua)）處理對此合金(jin)(jin)敏(min)(min)化(hua)(hua)(hua)范圍(wei)的(de)影(ying)響。而(er)表(biao)2-4-49則(ze)指(zhi)出了Hastelloy G、G3和00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合金(jin)(jin)之間(jian)時(shi)效(xiao)態腐(fu)蝕速率的(de)對比。從圖(tu)2-4-32中的(de)結(jie)果(guo)可(ke)知(zhi)，G30合金(jin)(jin)較G和G3合金(jin)(jin)更不易(yi)敏(min)(min)化(hua)(hua)(hua)，即使經過870℃(<10h)敏(min)(min)化(hua)(hua)(hua)（時(shi)效(xiao)）仍未見敏(min)(min)化(hua)(hua)(hua)的(de)出現。從表(biao)2-4-49中的(de)結(jie)果(guo)可(ke)知(zhi)，隨時(shi)效(xiao)時(shi)間(jian)延(yan)長(chang)，三(san)(san)種合金(jin)(jin)的(de)腐(fu)蝕速率均(jun)有所增長(chang)，特別是G和G3合金(jin)(jin)最(zui)為明顯；但最(zui)敏(min)(min)感的(de)溫度三(san)(san)種合金(jin)(jin)并不相同(tong)。從表(biao)2-4-49的(de)結(jie)果(guo)同(tong)樣(yang)得出晶間(jian)腐(fu)蝕敏(min)(min)感性仍存在G30<G3<G的(de)順(shun)序。

  3. 點腐(fu)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(de)室溫和高溫拉(la)伸性能見表(biao)2-4-51和表(biao)2-4-52。

  表(biao)2-4-53和表(biao)2-4-54系(xi)合金不(bu)同(tong)變(bian)形量(liang)的(de)(de)冷軋態(tai)和冷軋并時(shi)(shi)效(xiao)態(tai)的(de)(de)拉(la)伸(shen)性(xing)(xing)能和沖擊(ji)韌(ren)性(xing)(xing)，而表(biao)2-4-55則系(xi)此合金退火(huo)（固濟）和過（固溶(rong)(rong)）十時(shi)(shi)裝(zhuang)態(tai)的(de)(de)沖擊(ji)韌(ren)性(xing)(xing)。可(ke)以看出，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金退火(huo)（固溶(rong)(rong)）態(tai)不(bu)僅強度(du)高(gao)，且塑性(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)優良（橫、縱(zong)向韌(ren)性(xing)(xing)無(wu)差別(bie)），但經(jing)冷軋、冷軋＋500℃時(shi)(shi)效(xiao)或固溶(rong)(rong)再(zai)經(jing)中溫(wen)時(shi)(shi)效(xiao)后，此合金在強度(du)提高(gao)的(de)(de)同(tong)時(shi)(shi)，塑、韌(ren)性(xing)(xing)均有(you)較明顯下降。

四、冷熱加工性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金可(ke)進(jin)行(xing)熱(re)加(jia)工和熱(re)成型，但熱(re)加(jia)工和熱(re)成型構件在(zai)最(zui)終裝配、安(an)裝使用前，必須(xu)先進(jin)行(xing)固溶處理。

  由(you)(you)于此合(he)金(jin)室溫(wen)下所(suo)具(ju)有(you)的高塑、韌性(xing)(xing)，故(gu)(gu)冷加(jia)工性(xing)(xing)、冷成(cheng)型性(xing)(xing)均良好，但(dan)由(you)(you)于強(qiang)度遠高于Cr-Ni不銹鋼和鉻、鉬、鎢量低的鐵鎳(nie)基合(he)金(jin)，故(gu)(gu)冷加(jia)工需更大外力。

五、熱處理(li)工藝(yi)

  此合金固溶處理溫(wen)度為約1177℃,隨后水淬(cui)或(huo)快速冷卻。

六、焊(han)接性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)(he)金(jin)焊接(jie)性良(liang)好，可采(cai)(cai)用GTAW、GMAW和(he)焊條(tiao)電弧焊等工藝(yi)(yi)焊接(jie)，由(you)于埋弧焊的高(gao)熱輸人且冷卻(que)緩(huan)慢故不推薦用于焊接(jie)此合(he)(he)金(jin)。建議采(cai)(cai)用G30焊絲(si)（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進行(xing)GMAW和(he)GTAW 工藝(yi)(yi)的焊接(jie)：用G30合(he)(he)金(jin)的焊條(tiao)（ENICrMo-11,UNS W86030)進行(xing)焊條(tiao)電弧焊。

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

  室(shi)溫下，典型(xing)焊接材料V型(xing)缺口的沖擊韌性：GTAW 為(wei) 144J ，SMAW 為(wei) 61J。

七、物(wu)理性(xing)能(neng)

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

八、應用

  由(you)于(yu)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金(jin)是一種(zhong)高鉻(ge)量（＞25%)并含(han)有高鉬、鎢、銅(tong)等元素的(de)(de)高鎳耐(nai)蝕合(he)金(jin)，因此該(gai)合(he)金(jin)既(ji)可(ke)用(yong)于(yu)制(zhi)造耐(nai)工業磷酸(suan)的(de)(de)磷酸(suan)生產(chan)制(zhi)造過程的(de)(de)蒸發(fa)器，又可(ke)用(yong)于(yu)耐(nai)硫酸(suan)和硝酸(suan)＋鹽酸(suan)，硝酸(suan)＋氫氟酸(suan)等混酸(suan)的(de)(de)環境中的(de)(de)化工設(she)備和構(gou)件。由(you)于(yu)此合(he)金(jin)不僅含(han)鈮且含(han)碳量低（≤0.03%),故可(ke)用(yong)于(yu)各種(zhong)焊接(jie)件且無晶間腐蝕的(de)(de)敏感性。此合(he)金(jin)也可(ke)用(yong)于(yu)石油天然(ran)氣開發(fa)中的(de)(de)油、氣井(jing)套管。