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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、化學成分和組織特(te)點

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合金的化(hua)學成分見表2-4-46。可以(yi)明(ming)顯看出(chu)，此合金碳量低(di)（≤0.03%)并含約1%Nb,因此，此合金鉻(ge)碳化(hua)物析出(chu)很少。由于(yu)鉻(ge)量高(gao)，此合金中(zhong)溫敏化(hua)（例如(ru)871℃長(chang)期停留）就有σ相沉淀(dian)，但由于(yu)合金中(zhong)的鉻(ge)量雖高(gao)，但鉬、鎢量相對較低(di)，因此，此合金的熱穩定性尚好。

二(er)、耐腐蝕性能(neng)

  1. 全面腐(fu)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)金(jin)在一些酸介質(zhi)申的(de)腐(fu)蝕速(su)(su)率，并與 Hastelloy G3 和(he) Inconel 625 合(he)金(jin)比較(jiao)的(de)結果。顯然(ran)，在所試驗的(de)條件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合(he)金(jin)腐(fu)蝕速(su)(su)率最低。

  2. 晶間(jian)腐蝕(shi)

  圖(tu)(tu)2-4-32系在80℃,20%HNO3+6%HF中(zhong)，時效（敏(min)化）處理對(dui)此合(he)(he)金(jin)敏(min)化范(fan)圍的(de)(de)影響。而表2-4-49則指出(chu)(chu)了(le)Hastelloy G、G3和(he)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合(he)(he)金(jin)之間(jian)時效態腐蝕速(su)(su)率的(de)(de)對(dui)比(bi)。從圖(tu)(tu)2-4-32中(zhong)的(de)(de)結(jie)果(guo)(guo)可(ke)(ke)知(zhi)，G30合(he)(he)金(jin)較G和(he)G3合(he)(he)金(jin)更不(bu)易敏(min)化，即使經(jing)過870℃(<10h)敏(min)化（時效）仍(reng)未(wei)見(jian)敏(min)化的(de)(de)出(chu)(chu)現。從表2-4-49中(zhong)的(de)(de)結(jie)果(guo)(guo)可(ke)(ke)知(zhi)，隨(sui)時效時間(jian)延長(chang)，三種(zhong)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)腐蝕速(su)(su)率均有(you)所增長(chang)，特(te)別是(shi)G和(he)G3合(he)(he)金(jin)最為(wei)明顯；但最敏(min)感的(de)(de)溫度三種(zhong)合(he)(he)金(jin)并不(bu)相同。從表2-4-49的(de)(de)結(jie)果(guo)(guo)同樣得出(chu)(chu)晶間(jian)腐蝕敏(min)感性仍(reng)存在G30<G3<G的(de)(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(xing)能(neng)

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金(jin)的室溫和高溫拉伸性能見表(biao)2-4-51和表(biao)2-4-52。

  表2-4-53和表2-4-54系合金不同變形量(liang)的(de)冷(leng)(leng)軋(ya)態(tai)和冷(leng)(leng)軋(ya)并時效態(tai)的(de)拉伸性(xing)能和沖擊韌(ren)(ren)性(xing)，而表2-4-55則系此合金退火（固(gu)濟）和過(guo)（固(gu)溶(rong)）十時裝態(tai)的(de)沖擊韌(ren)(ren)性(xing)。可(ke)以看出，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金退火（固(gu)溶(rong)）態(tai)不僅強(qiang)度高(gao)，且(qie)塑性(xing)、韌(ren)(ren)性(xing)優(you)良（橫、縱向韌(ren)(ren)性(xing)無差別(bie)），但經冷(leng)(leng)軋(ya)、冷(leng)(leng)軋(ya)＋500℃時效或(huo)固(gu)溶(rong)再經中溫時效后，此合金在強(qiang)度提(ti)高(gao)的(de)同時，塑、韌(ren)(ren)性(xing)均有(you)較(jiao)明顯下降。

四、冷熱加工(gong)性能(neng)

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金可進行(xing)熱加工(gong)和(he)熱成型，但(dan)熱加工(gong)和(he)熱成型構件在最(zui)終(zhong)裝(zhuang)配(pei)、安裝(zhuang)使用前，必須先進行(xing)固溶處理。

  由于此合金(jin)室溫下(xia)所具有的(de)高塑、韌性，故冷加(jia)工性、冷成(cheng)型性均良(liang)好，但由于強度遠高于Cr-Ni不銹鋼和(he)鉻、鉬、鎢量低(di)的(de)鐵鎳基合金(jin)，故冷加(jia)工需更大(da)外力。

五、熱(re)處理(li)工藝

  此合(he)金固溶處(chu)理溫(wen)度為約1177℃,隨(sui)后水淬(cui)或快速冷卻。

六(liu)、焊接性能(neng)

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金焊(han)接性(xing)良好(hao)，可(ke)采用(yong)GTAW、GMAW和(he)焊(han)條(tiao)電弧焊(han)等工藝(yi)焊(han)接，由于(yu)埋弧焊(han)的高熱輸人且冷卻緩(huan)慢故不推薦(jian)用(yong)于(yu)焊(han)接此合金。建(jian)議(yi)采用(yong)G30焊(han)絲（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進行GMAW和(he)GTAW 工藝(yi)的焊(han)接：用(yong)G30合金的焊(han)條(tiao)（ENICrMo-11,UNS W86030)進行焊(han)條(tiao)電弧焊(han)。

  表 2-4-56 列出了(le)典型焊接材料的拉伸性能。

  室(shi)溫下(xia)，典型焊(han)接材料V型缺(que)口的沖擊韌(ren)性：GTAW 為(wei) 144J ，SMAW 為(wei) 61J。

七、物理性能

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

八(ba)、應用(yong)

  由(you)于(yu)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)(he)金是一種(zhong)高鉻量（＞25%)并含有(you)高鉬、鎢、銅等(deng)元素的(de)高鎳(nie)耐(nai)蝕合(he)(he)金，因此該合(he)(he)金既可(ke)用于(yu)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)耐(nai)工業磷酸(suan)的(de)磷酸(suan)生產制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)過程的(de)蒸發器，又可(ke)用于(yu)耐(nai)硫酸(suan)和硝酸(suan)＋鹽酸(suan)，硝酸(suan)＋氫氟酸(suan)等(deng)混酸(suan)的(de)環境中的(de)化(hua)工設備和構件。由(you)于(yu)此合(he)(he)金不僅含鈮(ni)且含碳量低（≤0.03%),故(gu)可(ke)用于(yu)各種(zhong)焊接件且無晶間腐蝕的(de)敏感性。此合(he)(he)金也(ye)可(ke)用于(yu)石(shi)油天然氣開發中的(de)油、氣井套管(guan)。