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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(cheng)分和組織特點(dian)

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合(he)(he)金(jin)的化(hua)學成(cheng)分見表2-4-46。可以(yi)明(ming)顯看出，此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)碳量(liang)低（≤0.03%)并含約1%Nb,因此(ci)(ci)，此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)鉻(ge)碳化(hua)物析(xi)出很少。由于鉻(ge)量(liang)高(gao)，此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)中溫敏化(hua)（例如(ru)871℃長(chang)期停留）就(jiu)有σ相(xiang)沉淀，但由于合(he)(he)金(jin)中的鉻(ge)量(liang)雖高(gao)，但鉬、鎢量(liang)相(xiang)對較低，因此(ci)(ci)，此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)的熱(re)穩(wen)定性尚好。

二、耐腐蝕性能(neng)

  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(xi) 00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)金在一些酸介質申的(de)(de)腐(fu)蝕速率，并與 Hastelloy G3 和(he) Inconel 625 合(he)金比(bi)較(jiao)的(de)(de)結果(guo)。顯然(ran)，在所試驗的(de)(de)條件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合(he)金腐(fu)蝕速率最低。

  2. 晶間腐蝕(shi)

  圖(tu)2-4-32系(xi)在80℃,20%HNO3+6%HF中(zhong)(zhong)，時(shi)效(xiao)（敏(min)(min)化(hua)(hua)）處(chu)理對此合(he)(he)金(jin)敏(min)(min)化(hua)(hua)范圍(wei)的(de)(de)(de)影響。而表(biao)(biao)2-4-49則(ze)指出(chu)了Hastelloy G、G3和00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合(he)(he)金(jin)之間(jian)時(shi)效(xiao)態腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)的(de)(de)(de)對比。從(cong)圖(tu)2-4-32中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)結果可知，G30合(he)(he)金(jin)較G和G3合(he)(he)金(jin)更(geng)不(bu)易敏(min)(min)化(hua)(hua)，即使(shi)經過870℃(<10h)敏(min)(min)化(hua)(hua)（時(shi)效(xiao)）仍未(wei)見敏(min)(min)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)出(chu)現。從(cong)表(biao)(biao)2-4-49中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)結果可知，隨時(shi)效(xiao)時(shi)間(jian)延長，三(san)種合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)均有所(suo)增長，特別(bie)是G和G3合(he)(he)金(jin)最(zui)為明顯；但(dan)最(zui)敏(min)(min)感的(de)(de)(de)溫(wen)度三(san)種合(he)(he)金(jin)并不(bu)相(xiang)同(tong)。從(cong)表(biao)(biao)2-4-49的(de)(de)(de)結果同(tong)樣得出(chu)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)敏(min)(min)感性仍存在G30<G3<G的(de)(de)(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 合金的室溫(wen)和高(gao)溫(wen)拉伸(shen)性能見表2-4-51和表2-4-52。

  表2-4-53和(he)(he)表2-4-54系合(he)金不(bu)(bu)同(tong)變形量的冷(leng)軋態和(he)(he)冷(leng)軋并(bing)時效態的拉伸(shen)性(xing)能和(he)(he)沖擊韌性(xing)，而表2-4-55則系此(ci)合(he)金退火（固濟）和(he)(he)過(guo)（固溶(rong)）十時裝態的沖擊韌性(xing)。可以看出，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)金退火（固溶(rong)）態不(bu)(bu)僅強度高，且塑性(xing)、韌性(xing)優良(liang)（橫、縱向韌性(xing)無差別(bie)），但經冷(leng)軋、冷(leng)軋＋500℃時效或固溶(rong)再(zai)經中溫時效后，此(ci)合(he)金在強度提高的同(tong)時，塑、韌性(xing)均有較明顯(xian)下降。

四(si)、冷熱加工(gong)性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金可進(jin)行熱加工和熱成型(xing)，但熱加工和熱成型(xing)構件在最終裝配(pei)、安裝使(shi)用前，必須先進(jin)行固溶處理。

  由于(yu)此合(he)金室溫下所具有的(de)高塑、韌性，故冷(leng)加工(gong)性、冷(leng)成型性均良好，但(dan)由于(yu)強度遠高于(yu)Cr-Ni不銹鋼和鉻、鉬、鎢量低的(de)鐵鎳基合(he)金，故冷(leng)加工(gong)需更大外力。

五、熱處理工藝

  此合(he)金(jin)固溶處理溫度為約1177℃,隨后水淬或快速冷卻。

六、焊接性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金焊(han)接性良好，可(ke)采用(yong)GTAW、GMAW和焊(han)條電弧(hu)焊(han)等工藝焊(han)接，由(you)于埋弧(hu)焊(han)的(de)高熱輸(shu)人(ren)且冷卻緩慢(man)故(gu)不推(tui)薦用(yong)于焊(han)接此合金。建議采用(yong)G30焊(han)絲（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進行(xing)GMAW和GTAW 工藝的(de)焊(han)接：用(yong)G30合金的(de)焊(han)條（ENICrMo-11,UNS W86030)進行(xing)焊(han)條電弧(hu)焊(han)。

  表 2-4-56 列出(chu)了典型焊接材料的拉(la)伸性(xing)能。

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

七、物理性(xing)能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金(jin)的物(wu)理性能見表2-4-57。

八、應用

  由于00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)(he)金是一種高鉻量（＞25%)并含有(you)高鉬、鎢(wu)、銅等元素的(de)高鎳耐(nai)蝕(shi)合(he)(he)金，因此(ci)該合(he)(he)金既可(ke)用(yong)于制造耐(nai)工業磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)的(de)磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)生產制造過(guo)程(cheng)的(de)蒸發器，又(you)可(ke)用(yong)于耐(nai)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)和硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)＋鹽酸(suan)(suan)(suan)(suan)，硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)＋氫氟酸(suan)(suan)(suan)(suan)等混酸(suan)(suan)(suan)(suan)的(de)環境中(zhong)的(de)化工設備(bei)和構件。由于此(ci)合(he)(he)金不(bu)僅含鈮且含碳量低（≤0.03%),故(gu)可(ke)用(yong)于各種焊(han)接件且無晶間腐(fu)蝕(shi)的(de)敏(min)感性。此(ci)合(he)(he)金也(ye)可(ke)用(yong)于石油(you)天然氣開(kai)發中(zhong)的(de)油(you)、氣井套管。