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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(hua)學(xue)成分(fen)和(he)組織(zhi)特點

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合金(jin)的化學成分見表2-4-46。可以明顯看出，此(ci)合金(jin)碳(tan)量低(di)（≤0.03%)并含約1%Nb,因此(ci)，此(ci)合金(jin)鉻(ge)碳(tan)化物析出很少。由(you)(you)于鉻(ge)量高，此(ci)合金(jin)中溫敏化（例如871℃長期停留）就(jiu)有σ相沉淀(dian)，但(dan)由(you)(you)于合金(jin)中的鉻(ge)量雖高，但(dan)鉬(mu)、鎢(wu)量相對較(jiao)低(di)，因此(ci)，此(ci)合金(jin)的熱穩定性尚好。

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(biao)2-4-48系 00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)金在(zai)一些酸介質申(shen)的(de)腐蝕(shi)速率，并與(yu) Hastelloy G3 和 Inconel 625 合(he)金比較(jiao)的(de)結(jie)果(guo)。顯然(ran)，在(zai)所試(shi)驗的(de)條件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合(he)金腐蝕(shi)速率最(zui)低。

  2. 晶間腐(fu)蝕

  圖(tu)(tu)2-4-32系在80℃,20%HNO3+6%HF中，時(shi)(shi)效（敏化）處理對此合(he)金(jin)敏化范圍的(de)(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)之間(jian)(jian)(jian)時(shi)(shi)效態腐蝕速率(lv)的(de)(de)(de)(de)對比。從(cong)圖(tu)(tu)2-4-32中的(de)(de)(de)(de)結(jie)果可知，G30合(he)金(jin)較G和G3合(he)金(jin)更不易敏化，即(ji)使經過870℃(<10h)敏化（時(shi)(shi)效）仍(reng)未見敏化的(de)(de)(de)(de)出現。從(cong)表(biao)2-4-49中的(de)(de)(de)(de)結(jie)果可知，隨時(shi)(shi)效時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)延(yan)長，三種(zhong)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)腐蝕速率(lv)均有所增長，特別是G和G3合(he)金(jin)最為明(ming)顯；但(dan)最敏感的(de)(de)(de)(de)溫度三種(zhong)合(he)金(jin)并不相(xiang)同(tong)。從(cong)表(biao)2-4-49的(de)(de)(de)(de)結(jie)果同(tong)樣得(de)出晶間(jian)(jian)(jian)腐蝕敏感性仍(reng)存在G30<G3<G的(de)(de)(de)(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(san)、力學性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金的室溫和高(gao)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(he)(he)金(jin)(jin)不同變形量的冷軋態(tai)和冷軋并時效(xiao)態(tai)的拉伸性(xing)(xing)能和沖擊(ji)韌性(xing)(xing)，而表2-4-55則(ze)系此合(he)(he)金(jin)(jin)退火(huo)（固濟）和過（固溶）十時裝(zhuang)態(tai)的沖擊(ji)韌性(xing)(xing)。可以看(kan)出，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)(he)金(jin)(jin)退火(huo)（固溶）態(tai)不僅(jin)強度高，且塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)優(you)良（橫(heng)、縱(zong)向韌性(xing)(xing)無差別），但經冷軋、冷軋＋500℃時效(xiao)或固溶再經中溫時效(xiao)后，此合(he)(he)金(jin)(jin)在強度提高的同時，塑、韌性(xing)(xing)均有(you)較明顯下(xia)降(jiang)。

四、冷(leng)熱加工性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金可進行(xing)熱(re)加(jia)(jia)工和熱(re)成(cheng)(cheng)型，但熱(re)加(jia)(jia)工和熱(re)成(cheng)(cheng)型構件在最終裝(zhuang)配、安(an)裝(zhuang)使用前，必須(xu)先進行(xing)固(gu)溶處理。

  由于此(ci)合(he)金室溫下所具有(you)的(de)高塑(su)、韌性(xing)，故冷(leng)加(jia)工性(xing)、冷(leng)成型性(xing)均良好，但(dan)由于強度遠高于Cr-Ni不銹鋼(gang)和鉻、鉬、鎢量(liang)低的(de)鐵(tie)鎳(nie)基(ji)合(he)金，故冷(leng)加(jia)工需更大外力(li)。

五、熱處(chu)理工藝

  此(ci)合金固溶(rong)處理溫度為約1177℃,隨后水淬或快速(su)冷卻。

六、焊接性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金(jin)焊(han)接性良好，可(ke)采(cai)用(yong)GTAW、GMAW和焊(han)條電弧焊(han)等工藝焊(han)接，由于埋弧焊(han)的(de)高熱輸人且冷(leng)卻緩(huan)慢故不推薦用(yong)于焊(han)接此合金(jin)。建(jian)議(yi)采(cai)用(yong)G30焊(han)絲（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進行GMAW和GTAW 工藝的(de)焊(han)接：用(yong)G30合金(jin)的(de)焊(han)條（ENICrMo-11,UNS W86030)進行焊(han)條電弧焊(han)。

  表 2-4-56 列(lie)出(chu)了典型(xing)焊接材(cai)料(liao)的拉(la)伸性能。

  室溫下，典型焊(han)接(jie)材料V型缺口的沖擊韌性：GTAW 為 144J ，SMAW 為 61J。

七、物理性(xing)能(neng)

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

八(ba)、應(ying)用

  由于(yu)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金(jin)(jin)是(shi)一種(zhong)高鉻(ge)量(liang)（＞25%)并含有高鉬(mu)、鎢、銅等元素的高鎳(nie)耐蝕合金(jin)(jin)，因此(ci)該(gai)合金(jin)(jin)既可用于(yu)制造耐工業磷酸(suan)(suan)的磷酸(suan)(suan)生產制造過程(cheng)的蒸發(fa)器，又可用于(yu)耐硫酸(suan)(suan)和(he)硝(xiao)酸(suan)(suan)＋鹽(yan)酸(suan)(suan)，硝(xiao)酸(suan)(suan)＋氫氟酸(suan)(suan)等混酸(suan)(suan)的環境中的化(hua)工設(she)備和(he)構(gou)件(jian)。由于(yu)此(ci)合金(jin)(jin)不僅含鈮(ni)且(qie)含碳(tan)量(liang)低（≤0.03%),故可用于(yu)各種(zhong)焊接件(jian)且(qie)無(wu)晶間腐蝕的敏(min)感性(xing)。此(ci)合金(jin)(jin)也(ye)可用于(yu)石(shi)油天然氣開發(fa)中的油、氣井套管(guan)。