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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)、化學成(cheng)分和組織特點(dian)

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合(he)金(jin)的(de)(de)化學成分(fen)見(jian)表2-4-46。可(ke)以明顯看出，此(ci)合(he)金(jin)碳(tan)量低（≤0.03%)并含約1%Nb,因此(ci)，此(ci)合(he)金(jin)鉻碳(tan)化物析出很少(shao)。由(you)于鉻量高(gao)，此(ci)合(he)金(jin)中溫敏化（例(li)如871℃長期停(ting)留(liu)）就有(you)σ相沉(chen)淀，但由(you)于合(he)金(jin)中的(de)(de)鉻量雖高(gao)，但鉬、鎢量相對(dui)較低，因此(ci)，此(ci)合(he)金(jin)的(de)(de)熱穩定(ding)性尚好。

二、耐腐(fu)蝕性能

  1. 全(quan)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(biao)2-4-48系 00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金(jin)在(zai)一(yi)些酸介質申的(de)腐蝕速率(lv)，并與 Hastelloy G3 和 Inconel 625 合金(jin)比較的(de)結果。顯然，在(zai)所試驗的(de)條件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合金(jin)腐蝕速率(lv)最低(di)。

  2. 晶間(jian)腐蝕

  圖2-4-32系在(zai)80℃,20%HNO3+6%HF中(zhong)，時效(xiao)(xiao)（敏(min)化(hua)(hua)）處理(li)對(dui)此合(he)(he)金敏(min)化(hua)(hua)范圍的(de)影響(xiang)。而表(biao)2-4-49則指出(chu)(chu)了Hastelloy G、G3和(he)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合(he)(he)金之間時效(xiao)(xiao)態腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速率的(de)對(dui)比。從(cong)圖2-4-32中(zhong)的(de)結果可知，G30合(he)(he)金較G和(he)G3合(he)(he)金更(geng)不易(yi)敏(min)化(hua)(hua)，即使經(jing)過870℃(<10h)敏(min)化(hua)(hua)（時效(xiao)(xiao)）仍(reng)未見敏(min)化(hua)(hua)的(de)出(chu)(chu)現。從(cong)表(biao)2-4-49中(zhong)的(de)結果可知，隨時效(xiao)(xiao)時間延(yan)長，三種(zhong)(zhong)合(he)(he)金的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速率均有所增(zeng)長，特別(bie)是G和(he)G3合(he)(he)金最為明顯；但最敏(min)感(gan)的(de)溫度三種(zhong)(zhong)合(he)(he)金并(bing)不相(xiang)同。從(cong)表(biao)2-4-49的(de)結果同樣得出(chu)(chu)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)感(gan)性仍(reng)存在(zai)G30<G3<G的(de)順序(xu)。

  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(de)室(shi)溫和高溫拉伸(shen)性能(neng)見(jian)表(biao)2-4-51和表(biao)2-4-52。

  表(biao)2-4-53和表(biao)2-4-54系(xi)合(he)金(jin)不同變形(xing)量的(de)冷軋(ya)態(tai)和冷軋(ya)并時效態(tai)的(de)拉伸性能和沖(chong)擊韌(ren)性，而(er)表(biao)2-4-55則系(xi)此(ci)合(he)金(jin)退火（固(gu)濟）和過（固(gu)溶）十時裝態(tai)的(de)沖(chong)擊韌(ren)性。可以看出，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)金(jin)退火（固(gu)溶）態(tai)不僅強度高(gao)，且(qie)塑性、韌(ren)性優良（橫、縱向韌(ren)性無差別），但(dan)經(jing)冷軋(ya)、冷軋(ya)＋500℃時效或(huo)固(gu)溶再經(jing)中溫時效后(hou)，此(ci)合(he)金(jin)在強度提高(gao)的(de)同時，塑、韌(ren)性均有較明顯(xian)下降。

四、冷熱加工(gong)性能(neng)

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金(jin)可進(jin)行(xing)熱加工(gong)和熱成型，但(dan)熱加工(gong)和熱成型構件在最終裝配、安裝使(shi)用前，必須先進(jin)行(xing)固(gu)溶處理。

  由(you)于此合(he)金室溫(wen)下所具有(you)的高塑、韌(ren)性(xing)，故冷(leng)加工(gong)性(xing)、冷(leng)成型(xing)性(xing)均(jun)良好(hao)，但由(you)于強度(du)遠高于Cr-Ni不銹鋼(gang)和鉻、鉬(mu)、鎢量(liang)低的鐵(tie)鎳(nie)基合(he)金，故冷(leng)加工(gong)需(xu)更大外(wai)力。

五(wu)、熱處理(li)工藝

  此合金固溶處理溫(wen)度為(wei)約1177℃,隨后水淬或快速(su)冷卻。

六、焊接性(xing)能(neng)

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金焊(han)(han)(han)(han)接性良好，可采用GTAW、GMAW和焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)等(deng)工藝焊(han)(han)(han)(han)接，由于(yu)埋弧焊(han)(han)(han)(han)的高熱輸人且(qie)冷卻緩慢故不推薦用于(yu)焊(han)(han)(han)(han)接此合(he)金。建議采用G30焊(han)(han)(han)(han)絲(si)（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進行GMAW和GTAW 工藝的焊(han)(han)(han)(han)接：用G30合(he)金的焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)（ENICrMo-11,UNS W86030)進行焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)。

  表(biao) 2-4-56 列出了典型(xing)焊接(jie)材料的拉伸(shen)性能。

  室溫下，典型焊接材料V型缺口的沖擊(ji)韌性(xing)：GTAW 為 144J ，SMAW 為 61J。

七、物理(li)性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金(jin)的物理性能見(jian)表2-4-57。

八、應(ying)用

  由于(yu)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金(jin)是一種高(gao)鉻(ge)量（＞25%)并含有高(gao)鉬、鎢、銅等元(yuan)素的高(gao)鎳耐(nai)蝕合(he)金(jin)，因此(ci)該合(he)金(jin)既可(ke)(ke)用于(yu)制(zhi)造耐(nai)工業磷酸(suan)(suan)(suan)的磷酸(suan)(suan)(suan)生(sheng)產制(zhi)造過程的蒸發(fa)器，又可(ke)(ke)用于(yu)耐(nai)硫酸(suan)(suan)(suan)和硝酸(suan)(suan)(suan)＋鹽酸(suan)(suan)(suan)，硝酸(suan)(suan)(suan)＋氫(qing)氟酸(suan)(suan)(suan)等混酸(suan)(suan)(suan)的環境中(zhong)的化工設備和構件。由于(yu)此(ci)合(he)金(jin)不(bu)僅含鈮(ni)且(qie)含碳量低(di)（≤0.03%),故可(ke)(ke)用于(yu)各種焊接件且(qie)無(wu)晶(jing)間(jian)腐蝕的敏(min)感性。此(ci)合(he)金(jin)也可(ke)(ke)用于(yu)石油天然氣開發(fa)中(zhong)的油、氣井套管。