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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、化學成(cheng)分(fen)和組織特點(dian)

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合金(jin)(jin)的化(hua)學成分見表2-4-46。可以明(ming)顯看出，此(ci)合金(jin)(jin)碳(tan)量(liang)低(di)(di)（≤0.03%)并含約1%Nb,因(yin)此(ci)，此(ci)合金(jin)(jin)鉻碳(tan)化(hua)物析出很少。由于鉻量(liang)高(gao)，此(ci)合金(jin)(jin)中溫(wen)敏(min)化(hua)（例(li)如871℃長期停留(liu)）就有σ相(xiang)沉淀，但由于合金(jin)(jin)中的鉻量(liang)雖(sui)高(gao)，但鉬、鎢量(liang)相(xiang)對(dui)較低(di)(di)，因(yin)此(ci)，此(ci)合金(jin)(jin)的熱穩定性尚好(hao)。

二、耐腐蝕(shi)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 00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金在一些酸(suan)介(jie)質申的腐蝕速率，并與 Hastelloy G3 和 Inconel 625 合金比(bi)較的結果。顯然，在所試(shi)驗的條(tiao)件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合金腐蝕速率最低。

  2. 晶間腐蝕

  圖(tu)2-4-32系在(zai)80℃,20%HNO3+6%HF中(zhong)，時(shi)(shi)(shi)效（敏(min)(min)化(hua)）處(chu)理對此合金(jin)敏(min)(min)化(hua)范(fan)圍的(de)(de)影(ying)響。而表(biao)2-4-49則指出(chu)了Hastelloy G、G3和(he)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合金(jin)之間(jian)時(shi)(shi)(shi)效態腐蝕(shi)速率的(de)(de)對比。從圖(tu)2-4-32中(zhong)的(de)(de)結(jie)(jie)果可(ke)知，G30合金(jin)較(jiao)G和(he)G3合金(jin)更不(bu)(bu)易敏(min)(min)化(hua)，即使經過870℃(<10h)敏(min)(min)化(hua)（時(shi)(shi)(shi)效）仍未(wei)見敏(min)(min)化(hua)的(de)(de)出(chu)現。從表(biao)2-4-49中(zhong)的(de)(de)結(jie)(jie)果可(ke)知，隨時(shi)(shi)(shi)效時(shi)(shi)(shi)間(jian)延(yan)長(chang)，三(san)種合金(jin)的(de)(de)腐蝕(shi)速率均有所增長(chang)，特別是G和(he)G3合金(jin)最為(wei)明顯；但最敏(min)(min)感(gan)的(de)(de)溫(wen)度三(san)種合金(jin)并不(bu)(bu)相(xiang)同。從表(biao)2-4-49的(de)(de)結(jie)(jie)果同樣(yang)得出(chu)晶間(jian)腐蝕(shi)敏(min)(min)感(gan)性仍存在(zai)G30<G3<G的(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(xue)性能

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

  表2-4-53和(he)(he)表2-4-54系合(he)金(jin)不(bu)同(tong)(tong)變形(xing)量(liang)的冷(leng)軋態(tai)(tai)和(he)(he)冷(leng)軋并時(shi)效(xiao)態(tai)(tai)的拉伸性能和(he)(he)沖擊(ji)韌(ren)性，而表2-4-55則系此合(he)金(jin)退(tui)火(huo)（固(gu)濟）和(he)(he)過（固(gu)溶）十時(shi)裝態(tai)(tai)的沖擊(ji)韌(ren)性。可以看出(chu)，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)金(jin)退(tui)火(huo)（固(gu)溶）態(tai)(tai)不(bu)僅強度高，且塑性、韌(ren)性優良（橫、縱向韌(ren)性無差別），但經冷(leng)軋、冷(leng)軋＋500℃時(shi)效(xiao)或固(gu)溶再經中(zhong)溫時(shi)效(xiao)后(hou)，此合(he)金(jin)在(zai)強度提高的同(tong)(tong)時(shi)，塑、韌(ren)性均(jun)有(you)較明顯下降。

四、冷熱加工性能(neng)

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金可(ke)進行(xing)熱(re)加工和熱(re)成型(xing)，但熱(re)加工和熱(re)成型(xing)構件在最終裝(zhuang)配(pei)、安裝(zhuang)使用前，必須先(xian)進行(xing)固(gu)溶處理。

  由(you)于(yu)此合金室(shi)溫下所具有的(de)高(gao)塑、韌性(xing)(xing)，故冷加(jia)工性(xing)(xing)、冷成型(xing)性(xing)(xing)均良好，但(dan)由(you)于(yu)強度遠高(gao)于(yu)Cr-Ni不銹(xiu)鋼和(he)鉻、鉬、鎢量低(di)的(de)鐵(tie)鎳基合金，故冷加(jia)工需更大外力。

五、熱(re)處理工藝

  此合金固溶處理(li)溫度為約1177℃,隨后水淬或快速冷卻。

六、焊接性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金焊(han)(han)(han)接(jie)性良好(hao)，可采用GTAW、GMAW和(he)(he)焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)等工藝焊(han)(han)(han)接(jie)，由于埋弧(hu)焊(han)(han)(han)的高熱輸人(ren)且冷卻緩(huan)慢故不推薦用于焊(han)(han)(han)接(jie)此(ci)合(he)金。建議采用G30焊(han)(han)(han)絲（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進行GMAW和(he)(he)GTAW 工藝的焊(han)(han)(han)接(jie)：用G30合(he)金的焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)（ENICrMo-11,UNS W86030)進行焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)。

  表 2-4-56 列(lie)出了(le)典型(xing)焊(han)接材料的拉伸性(xing)能。

  室(shi)溫(wen)下，典型(xing)焊(han)接材料(liao)V型(xing)缺口的沖擊韌性：GTAW 為(wei) 144J ，SMAW 為(wei) 61J。

七、物理性能

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

八、應用

  由于00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金(jin)(jin)是一種高(gao)鉻(ge)量（＞25%)并含(han)有高(gao)鉬、鎢、銅等元素的高(gao)鎳耐(nai)蝕合(he)金(jin)(jin)，因此該合(he)金(jin)(jin)既可(ke)用(yong)于制(zhi)造(zao)耐(nai)工(gong)業磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)的磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)生產制(zhi)造(zao)過程的蒸發(fa)器，又可(ke)用(yong)于耐(nai)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)和(he)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)的環境中的化工(gong)設(she)備和(he)構件。由于此合(he)金(jin)(jin)不僅含(han)鈮且含(han)碳(tan)量低（≤0.03%),故(gu)可(ke)用(yong)于各種焊接(jie)件且無晶間腐蝕的敏感性。此合(he)金(jin)(jin)也可(ke)用(yong)于石(shi)油天(tian)然氣開發(fa)中的油、氣井套管。