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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(xue)成分和(he)組織特點

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合(he)金的(de)化學成分見表2-4-46。可以明顯看出，此(ci)(ci)(ci)合(he)金碳量(liang)低(di)（≤0.03%)并(bing)含約1%Nb,因(yin)此(ci)(ci)(ci)，此(ci)(ci)(ci)合(he)金鉻碳化物析出很少。由于鉻量(liang)高，此(ci)(ci)(ci)合(he)金中溫敏化（例如871℃長期停留）就有σ相沉淀，但由于合(he)金中的(de)鉻量(liang)雖高，但鉬、鎢量(liang)相對較低(di)，因(yin)此(ci)(ci)(ci)，此(ci)(ci)(ci)合(he)金的(de)熱穩定性尚好。

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 00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金(jin)在(zai)一些酸介質申(shen)的腐蝕速率，并與(yu) Hastelloy G3 和(he) Inconel 625 合金(jin)比較的結果。顯然，在(zai)所試驗的條件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合金(jin)腐蝕速率最低(di)。

  2. 晶(jing)間腐蝕

  圖(tu)2-4-32系在80℃,20%HNO3+6%HF中，時效（敏(min)(min)化(hua)）處理對此合(he)金(jin)(jin)敏(min)(min)化(hua)范圍的(de)(de)(de)影響。而表(biao)2-4-49則指出了Hastelloy G、G3和00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合(he)金(jin)(jin)之(zhi)間(jian)時效態腐(fu)蝕速率的(de)(de)(de)對比。從圖(tu)2-4-32中的(de)(de)(de)結(jie)果可知(zhi)，G30合(he)金(jin)(jin)較G和G3合(he)金(jin)(jin)更(geng)不易(yi)敏(min)(min)化(hua)，即使經過870℃(<10h)敏(min)(min)化(hua)（時效）仍(reng)未見敏(min)(min)化(hua)的(de)(de)(de)出現。從表(biao)2-4-49中的(de)(de)(de)結(jie)果可知(zhi)，隨時效時間(jian)延(yan)長(chang)，三(san)種合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕速率均(jun)有所增長(chang)，特別是G和G3合(he)金(jin)(jin)最為明顯；但最敏(min)(min)感(gan)的(de)(de)(de)溫度三(san)種合(he)金(jin)(jin)并不相(xiang)同。從表(biao)2-4-49的(de)(de)(de)結(jie)果同樣得出晶間(jian)腐(fu)蝕敏(min)(min)感(gan)性仍(reng)存在G30<G3<G的(de)(de)(de)順序(xu)。

  3. 點(dian)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(neng)

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金的室溫和(he)高溫拉(la)伸性能見表(biao)(biao)2-4-51和(he)表(biao)(biao)2-4-52。

  表2-4-53和表2-4-54系(xi)合(he)金不同(tong)變形量的(de)冷軋(ya)(ya)態和冷軋(ya)(ya)并時(shi)(shi)效(xiao)態的(de)拉(la)伸性(xing)能和沖擊(ji)韌(ren)(ren)性(xing)，而表2-4-55則系(xi)此合(he)金退火（固(gu)濟(ji)）和過(guo)（固(gu)溶）十時(shi)(shi)裝(zhuang)態的(de)沖擊(ji)韌(ren)(ren)性(xing)。可(ke)以看出，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)金退火（固(gu)溶）態不僅強(qiang)度高，且塑性(xing)、韌(ren)(ren)性(xing)優良（橫、縱向(xiang)韌(ren)(ren)性(xing)無差別），但經(jing)冷軋(ya)(ya)、冷軋(ya)(ya)＋500℃時(shi)(shi)效(xiao)或(huo)固(gu)溶再經(jing)中溫時(shi)(shi)效(xiao)后，此合(he)金在(zai)強(qiang)度提高的(de)同(tong)時(shi)(shi)，塑、韌(ren)(ren)性(xing)均(jun)有較明顯(xian)下降。

四(si)、冷(leng)熱加(jia)工(gong)性(xing)能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金可(ke)進行熱(re)(re)加(jia)工(gong)和(he)熱(re)(re)成型，但熱(re)(re)加(jia)工(gong)和(he)熱(re)(re)成型構件在最終(zhong)裝(zhuang)配(pei)、安裝(zhuang)使用前，必須先(xian)進行固溶(rong)處(chu)理。

  由(you)于(yu)此合金室溫下(xia)所具有的高(gao)塑(su)、韌性，故(gu)冷(leng)加工(gong)性、冷(leng)成(cheng)型性均良好，但由(you)于(yu)強(qiang)度遠高(gao)于(yu)Cr-Ni不銹鋼和鉻、鉬、鎢量低的鐵鎳基合金，故(gu)冷(leng)加工(gong)需(xu)更大外(wai)力。

五(wu)、熱處理(li)工藝

  此合金固(gu)溶處理溫(wen)度為約(yue)1177℃,隨后水淬或快速冷卻。

六、焊接性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金焊(han)(han)接(jie)性良好，可采用(yong)(yong)GTAW、GMAW和焊(han)(han)條電弧(hu)(hu)焊(han)(han)等(deng)工藝焊(han)(han)接(jie)，由于(yu)埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)的(de)高熱輸人且(qie)冷(leng)卻緩慢故不推(tui)薦用(yong)(yong)于(yu)焊(han)(han)接(jie)此合(he)金。建議采用(yong)(yong)G30焊(han)(han)絲（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進行GMAW和GTAW 工藝的(de)焊(han)(han)接(jie)：用(yong)(yong)G30合(he)金的(de)焊(han)(han)條（ENICrMo-11,UNS W86030)進行焊(han)(han)條電弧(hu)(hu)焊(han)(han)。

  表 2-4-56 列出了典型焊接(jie)材料的(de)拉伸性能。

  室溫(wen)下，典型焊接材料V型缺口的沖(chong)擊韌性：GTAW 為 144J ，SMAW 為 61J。

七、物理性能(neng)

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金的(de)物理性能見(jian)表2-4-57。

八、應(ying)用

  由于(yu)(yu)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金(jin)(jin)是(shi)一種(zhong)高(gao)鉻量(liang)（＞25%)并含(han)(han)有(you)高(gao)鉬、鎢、銅等元素(su)的(de)(de)(de)高(gao)鎳耐蝕(shi)(shi)合(he)金(jin)(jin)，因此該合(he)金(jin)(jin)既(ji)可(ke)用(yong)于(yu)(yu)制造耐工(gong)業磷酸(suan)的(de)(de)(de)磷酸(suan)生產制造過程的(de)(de)(de)蒸發(fa)器，又可(ke)用(yong)于(yu)(yu)耐硫酸(suan)和(he)硝酸(suan)＋鹽(yan)酸(suan)，硝酸(suan)＋氫(qing)氟酸(suan)等混酸(suan)的(de)(de)(de)環境中(zhong)的(de)(de)(de)化(hua)工(gong)設備和(he)構件(jian)。由于(yu)(yu)此合(he)金(jin)(jin)不(bu)僅含(han)(han)鈮且(qie)含(han)(han)碳量(liang)低（≤0.03%),故可(ke)用(yong)于(yu)(yu)各種(zhong)焊接(jie)件(jian)且(qie)無晶間腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)敏感性。此合(he)金(jin)(jin)也可(ke)用(yong)于(yu)(yu)石油天(tian)然氣開(kai)發(fa)中(zhong)的(de)(de)(de)油、氣井套管(guan)。