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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(hua)學成分(fen)和組(zu)織特點

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合金的(de)化學(xue)成分見表2-4-46。可以明顯看(kan)出(chu)，此合金碳量低（≤0.03%)并含約1%Nb,因此，此合金鉻(ge)碳化物(wu)析出(chu)很少。由(you)于鉻(ge)量高，此合金中溫敏化（例如(ru)871℃長期(qi)停留）就有σ相(xiang)沉淀(dian)，但(dan)由(you)于合金中的(de)鉻(ge)量雖(sui)高，但(dan)鉬、鎢(wu)量相(xiang)對較低，因此，此合金的(de)熱(re)穩定性尚(shang)好(hao)。

二、耐腐(fu)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)金(jin)在(zai)(zai)一些(xie)酸(suan)介質申的(de)(de)腐蝕(shi)速率，并與 Hastelloy G3 和 Inconel 625 合(he)金(jin)比較的(de)(de)結果(guo)。顯然，在(zai)(zai)所試驗的(de)(de)條件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合(he)金(jin)腐蝕(shi)速率最低(di)。

  2. 晶間腐蝕

  圖(tu)(tu)2-4-32系在80℃,20%HNO3+6%HF中，時(shi)效(xiao)（敏(min)化(hua)）處理(li)對此合金(jin)敏(min)化(hua)范圍(wei)的(de)(de)(de)影響。而表2-4-49則(ze)指出了Hastelloy G、G3和00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合金(jin)之(zhi)間時(shi)效(xiao)態腐蝕(shi)速率(lv)的(de)(de)(de)對比。從(cong)圖(tu)(tu)2-4-32中的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)可(ke)知(zhi)，G30合金(jin)較G和G3合金(jin)更不(bu)易敏(min)化(hua)，即(ji)使經(jing)過870℃(<10h)敏(min)化(hua)（時(shi)效(xiao)）仍未(wei)見敏(min)化(hua)的(de)(de)(de)出現。從(cong)表2-4-49中的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)可(ke)知(zhi)，隨時(shi)效(xiao)時(shi)間延長，三(san)種合金(jin)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)速率(lv)均有所增長，特別是G和G3合金(jin)最為明顯；但最敏(min)感(gan)(gan)的(de)(de)(de)溫度三(san)種合金(jin)并不(bu)相同(tong)。從(cong)表2-4-49的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)同(tong)樣(yang)得出晶間腐蝕(shi)敏(min)感(gan)(gan)性仍存(cun)在G30<G3<G的(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、力學性能

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

  表(biao)2-4-53和(he)表(biao)2-4-54系合金不同變形量的(de)冷軋(ya)(ya)態和(he)冷軋(ya)(ya)并時(shi)效態的(de)拉(la)伸(shen)性(xing)(xing)能和(he)沖(chong)擊韌(ren)性(xing)(xing)，而表(biao)2-4-55則系此合金退(tui)火（固(gu)(gu)濟）和(he)過（固(gu)(gu)溶）十時(shi)裝態的(de)沖(chong)擊韌(ren)性(xing)(xing)。可以看出，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金退(tui)火（固(gu)(gu)溶）態不僅強度高(gao)，且塑性(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)優良（橫、縱向韌(ren)性(xing)(xing)無差別(bie)），但經(jing)冷軋(ya)(ya)、冷軋(ya)(ya)＋500℃時(shi)效或固(gu)(gu)溶再經(jing)中溫時(shi)效后，此合金在強度提高(gao)的(de)同時(shi)，塑、韌(ren)性(xing)(xing)均有較明(ming)顯下降。

四(si)、冷熱加工性(xing)能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金可進行(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(zhuang)配、安裝(zhuang)使用(yong)前，必須(xu)先進行(xing)固(gu)溶處理。

  由于此合金(jin)室(shi)溫下(xia)所具有(you)的高塑、韌性，故冷(leng)加(jia)工性、冷(leng)成型性均良好，但由于強度遠高于Cr-Ni不銹鋼和鉻(ge)、鉬、鎢量低(di)的鐵鎳基(ji)合金(jin)，故冷(leng)加(jia)工需(xu)更大(da)外(wai)力。

五、熱(re)處理工(gong)藝(yi)

  此合(he)金固(gu)溶處理溫度為(wei)約1177℃,隨后水淬(cui)或快速(su)冷(leng)卻。

六、焊接性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金焊(han)(han)接(jie)性良好(hao)，可采用(yong)GTAW、GMAW和焊(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)等工(gong)藝焊(han)(han)接(jie)，由于埋弧焊(han)(han)的高熱輸人(ren)且冷卻緩慢故不推薦(jian)用(yong)于焊(han)(han)接(jie)此合金。建議采用(yong)G30焊(han)(han)絲（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進行GMAW和GTAW 工(gong)藝的焊(han)(han)接(jie)：用(yong)G30合金的焊(han)(han)條(tiao)（ENICrMo-11,UNS W86030)進行焊(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)。

  表 2-4-56 列出了典型焊(han)接材(cai)料(liao)的(de)拉伸(shen)性能。

  室溫下，典(dian)型焊接(jie)材料(liao)V型缺口的沖擊韌性(xing)：GTAW 為 144J ，SMAW 為 61J。

七、物理(li)性(xing)能(neng)

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

八(ba)、應用(yong)

  由(you)于(yu)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金(jin)是一種高(gao)鉻量(liang)（＞25%)并含(han)有高(gao)鉬(mu)、鎢、銅等元素的(de)高(gao)鎳耐蝕(shi)合金(jin)，因此該合金(jin)既可用于(yu)制(zhi)造(zao)耐工業磷酸(suan)(suan)的(de)磷酸(suan)(suan)生(sheng)產制(zhi)造(zao)過程的(de)蒸(zheng)發器，又可用于(yu)耐硫酸(suan)(suan)和(he)硝(xiao)酸(suan)(suan)＋鹽酸(suan)(suan)，硝(xiao)酸(suan)(suan)＋氫氟酸(suan)(suan)等混酸(suan)(suan)的(de)環境中(zhong)的(de)化工設備(bei)和(he)構件。由(you)于(yu)此合金(jin)不僅含(han)鈮且(qie)(qie)含(han)碳量(liang)低（≤0.03%),故(gu)可用于(yu)各種焊(han)接件且(qie)(qie)無晶間腐蝕(shi)的(de)敏感(gan)性。此合金(jin)也可用于(yu)石油天然氣開發中(zhong)的(de)油、氣井(jing)套管(guan)。