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00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb Hastelloy G-30

（00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合(he)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、化學成分和組(zu)織特點

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合(he)(he)金(jin)的化學成分見表2-4-46。可(ke)以明顯(xian)看(kan)出(chu)，此(ci)合(he)(he)金(jin)碳(tan)量低（≤0.03%)并含(han)約(yue)1%Nb,因此(ci)，此(ci)合(he)(he)金(jin)鉻碳(tan)化物析出(chu)很少。由于(yu)鉻量高(gao)，此(ci)合(he)(he)金(jin)中溫敏化（例如871℃長期停留）就有σ相(xiang)沉淀，但(dan)由于(yu)合(he)(he)金(jin)中的鉻量雖(sui)高(gao)，但(dan)鉬(mu)、鎢量相(xiang)對(dui)較(jiao)低，因此(ci)，此(ci)合(he)(he)金(jin)的熱(re)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 合金在(zai)一些酸介質申的(de)(de)腐蝕速率(lv)，并與 Hastelloy G3 和 Inconel 625 合金比較的(de)(de)結(jie)果。顯然，在(zai)所試驗的(de)(de)條件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合金腐蝕速率(lv)最(zui)低。

  2. 晶間(jian)腐蝕

  圖(tu)2-4-32系在(zai)80℃,20%HNO3+6%HF中，時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)（敏(min)化(hua)）處理對此(ci)合(he)金(jin)敏(min)化(hua)范(fan)圍(wei)的(de)影響。而表(biao)2-4-49則指(zhi)出了Hastelloy G、G3和(he)(he)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合(he)金(jin)之間(jian)(jian)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)態腐(fu)(fu)蝕速率的(de)對比。從(cong)圖(tu)2-4-32中的(de)結(jie)果(guo)可知(zhi)，G30合(he)金(jin)較G和(he)(he)G3合(he)金(jin)更不易敏(min)化(hua)，即使經過(guo)870℃(<10h)敏(min)化(hua)（時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)）仍未(wei)見敏(min)化(hua)的(de)出現(xian)。從(cong)表(biao)2-4-49中的(de)結(jie)果(guo)可知(zhi)，隨時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)延長(chang)，三(san)種合(he)金(jin)的(de)腐(fu)(fu)蝕速率均有所增長(chang)，特別是G和(he)(he)G3合(he)金(jin)最為(wei)明顯；但最敏(min)感的(de)溫度三(san)種合(he)金(jin)并不相同。從(cong)表(biao)2-4-49的(de)結(jie)果(guo)同樣(yang)得出晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕敏(min)感性仍存在(zai)G30<G3<G的(de)順序。

  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(san)、力學性能

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

  表(biao)(biao)2-4-53和表(biao)(biao)2-4-54系(xi)合金不同(tong)變形量的(de)(de)冷(leng)軋態(tai)和冷(leng)軋并時效態(tai)的(de)(de)拉(la)伸性(xing)(xing)(xing)能(neng)和沖(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)，而表(biao)(biao)2-4-55則系(xi)此合金退火（固(gu)濟）和過(guo)（固(gu)溶）十時裝態(tai)的(de)(de)沖(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)。可以看(kan)出(chu)，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金退火（固(gu)溶）態(tai)不僅強度高，且(qie)塑性(xing)(xing)(xing)、韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)優良（橫、縱向韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)無差別），但經(jing)冷(leng)軋、冷(leng)軋＋500℃時效或固(gu)溶再經(jing)中溫時效后，此合金在強度提高的(de)(de)同(tong)時，塑、韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)均有較明顯下(xia)降。

四、冷熱加工性能(neng)

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金可進(jin)行(xing)(xing)熱(re)加(jia)工和(he)熱(re)成型(xing)，但熱(re)加(jia)工和(he)熱(re)成型(xing)構(gou)件在最(zui)終(zhong)裝配、安(an)裝使用前，必須先進(jin)行(xing)(xing)固溶處理。

  由(you)于此合金室溫下所具有(you)的(de)高(gao)(gao)塑、韌(ren)性(xing)，故(gu)冷加工性(xing)、冷成型性(xing)均(jun)良好，但(dan)由(you)于強度遠高(gao)(gao)于Cr-Ni不(bu)銹鋼和鉻、鉬、鎢(wu)量(liang)低(di)的(de)鐵鎳基合金，故(gu)冷加工需更大(da)外力。

五、熱處理工藝

  此合金固(gu)溶處理溫度為約1177℃,隨后水(shui)淬(cui)或(huo)快速冷卻。

六、焊(han)接性能(neng)

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金(jin)焊(han)(han)接性(xing)良好，可采(cai)用GTAW、GMAW和焊(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)等工藝焊(han)(han)接，由于埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)的(de)高熱輸人且冷(leng)卻(que)緩慢故不推薦用于焊(han)(han)接此合(he)金(jin)。建議(yi)采(cai)用G30焊(han)(han)絲（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進行GMAW和GTAW 工藝的(de)焊(han)(han)接：用G30合(he)金(jin)的(de)焊(han)(han)條（ENICrMo-11,UNS W86030)進行焊(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)。

  表 2-4-56 列出了(le)典型焊(han)接材料的拉伸(shen)性能。

  室溫(wen)下(xia)，典型(xing)焊接材料V型(xing)缺(que)口的沖擊韌(ren)性(xing)：GTAW 為(wei) 144J ，SMAW 為(wei) 61J。

七、物理性能

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

八(ba)、應用

  由于(yu)(yu)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)(he)(he)金是一(yi)種高(gao)鉻量（＞25%)并含有高(gao)鉬、鎢、銅等元素(su)的高(gao)鎳耐蝕合(he)(he)(he)金，因此(ci)該合(he)(he)(he)金既可用(yong)于(yu)(yu)制造耐工業磷(lin)(lin)酸(suan)的磷(lin)(lin)酸(suan)生(sheng)產(chan)制造過程(cheng)的蒸發器，又可用(yong)于(yu)(yu)耐硫酸(suan)和(he)硝(xiao)酸(suan)＋鹽酸(suan)，硝(xiao)酸(suan)＋氫氟(fu)酸(suan)等混酸(suan)的環境中的化工設備和(he)構件。由于(yu)(yu)此(ci)合(he)(he)(he)金不僅含鈮且(qie)含碳量低（≤0.03%),故可用(yong)于(yu)(yu)各種焊(han)接件且(qie)無晶(jing)間腐蝕的敏(min)感(gan)性。此(ci)合(he)(he)(he)金也可用(yong)于(yu)(yu)石油天然(ran)氣開發中的油、氣井(jing)套管。