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

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

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)化(hua)學成(cheng)分見表2-4-46。可以(yi)明顯(xian)看出，此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)碳量低（≤0.03%)并含約1%Nb,因此(ci)(ci)，此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)鉻(ge)碳化(hua)物析(xi)出很少。由于(yu)鉻(ge)量高(gao)，此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)中(zhong)溫敏(min)化(hua)（例如871℃長(chang)期(qi)停留）就有σ相(xiang)沉淀，但(dan)由于(yu)合(he)(he)金(jin)(jin)中(zhong)的(de)(de)鉻(ge)量雖高(gao)，但(dan)鉬、鎢量相(xiang)對較低，因此(ci)(ci)，此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)熱(re)穩(wen)定性尚好。

二、耐腐蝕性能

  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 合金在一些酸介質申的腐蝕(shi)速率，并與 Hastelloy G3 和 Inconel 625 合金比較(jiao)的結果(guo)。顯然，在所試(shi)驗(yan)的條件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合金腐蝕(shi)速率最低。

  2. 晶(jing)間腐蝕

  圖2-4-32系在80℃,20%HNO3+6%HF中(zhong)(zhong)，時效（敏(min)(min)化）處(chu)理對此合(he)(he)金(jin)(jin)敏(min)(min)化范(fan)圍的(de)影(ying)響。而表(biao)2-4-49則(ze)指(zhi)出了Hastelloy G、G3和(he)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合(he)(he)金(jin)(jin)之間時效態腐(fu)蝕(shi)速率的(de)對比。從(cong)圖2-4-32中(zhong)(zhong)的(de)結果(guo)可知，G30合(he)(he)金(jin)(jin)較G和(he)G3合(he)(he)金(jin)(jin)更不(bu)易(yi)敏(min)(min)化，即使經過870℃(<10h)敏(min)(min)化（時效）仍(reng)未見敏(min)(min)化的(de)出現。從(cong)表(biao)2-4-49中(zhong)(zhong)的(de)結果(guo)可知，隨(sui)時效時間延長(chang)，三(san)種合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)腐(fu)蝕(shi)速率均有所增長(chang)，特別是(shi)G和(he)G3合(he)(he)金(jin)(jin)最(zui)為(wei)明顯；但(dan)最(zui)敏(min)(min)感的(de)溫度三(san)種合(he)(he)金(jin)(jin)并不(bu)相同。從(cong)表(biao)2-4-49的(de)結果(guo)同樣(yang)得出晶間腐(fu)蝕(shi)敏(min)(min)感性仍(reng)存在G30<G3<G的(de)順序。

  3. 點(dian)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(he)金的(de)室(shi)溫和(he)高溫拉伸性(xing)能(neng)見表2-4-51和(he)表2-4-52。

  表(biao)2-4-53和表(biao)2-4-54系合(he)金(jin)不同變形量的冷(leng)軋態(tai)(tai)和冷(leng)軋并時效態(tai)(tai)的拉伸(shen)性(xing)能和沖擊韌(ren)性(xing)，而表(biao)2-4-55則系此合(he)金(jin)退火（固(gu)濟）和過（固(gu)溶(rong)）十時裝態(tai)(tai)的沖擊韌(ren)性(xing)。可以看出，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)金(jin)退火（固(gu)溶(rong)）態(tai)(tai)不僅強(qiang)度高(gao)，且塑性(xing)、韌(ren)性(xing)優良（橫、縱向韌(ren)性(xing)無(wu)差別），但經冷(leng)軋、冷(leng)軋＋500℃時效或固(gu)溶(rong)再經中溫(wen)時效后(hou)，此合(he)金(jin)在強(qiang)度提高(gao)的同時，塑、韌(ren)性(xing)均有較明(ming)顯下(xia)降。

四、冷熱加工性能(neng)

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金(jin)可進行熱加工(gong)和熱成型，但熱加工(gong)和熱成型構件在最終(zhong)裝(zhuang)配、安(an)裝(zhuang)使用前，必須先進行固(gu)溶(rong)處理。

  由于(yu)此(ci)合金室溫下所具(ju)有的高塑(su)、韌性，故冷(leng)加(jia)工(gong)(gong)性、冷(leng)成型性均(jun)良好，但由于(yu)強度遠高于(yu)Cr-Ni不銹(xiu)鋼和鉻、鉬、鎢量低的鐵(tie)鎳基(ji)合金，故冷(leng)加(jia)工(gong)(gong)需更大外(wai)力。

五、熱處理工藝

  此合金固溶處理溫度為(wei)約1177℃,隨后水淬或快(kuai)速冷卻。

六、焊接性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金(jin)焊(han)(han)(han)接性(xing)良好，可采(cai)(cai)用(yong)GTAW、GMAW和(he)焊(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)等工藝(yi)(yi)焊(han)(han)(han)接，由于(yu)埋弧焊(han)(han)(han)的(de)高熱(re)輸人(ren)且冷卻緩(huan)慢故不推薦(jian)用(yong)于(yu)焊(han)(han)(han)接此合(he)金(jin)。建(jian)議采(cai)(cai)用(yong)G30焊(han)(han)(han)絲(si)（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進(jin)行(xing)GMAW和(he)GTAW 工藝(yi)(yi)的(de)焊(han)(han)(han)接：用(yong)G30合(he)金(jin)的(de)焊(han)(han)(han)條(tiao)（ENICrMo-11,UNS W86030)進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)。

  表(biao) 2-4-56 列出了典型焊接材料的(de)拉伸性能。

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

七、物理性能

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

八、應用(yong)

  由(you)于(yu)(yu)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)(he)金是一種(zhong)高(gao)(gao)鉻量（＞25%)并含(han)有高(gao)(gao)鉬、鎢(wu)、銅等(deng)元素的(de)(de)高(gao)(gao)鎳耐(nai)蝕合(he)(he)金，因此(ci)該合(he)(he)金既可(ke)用于(yu)(yu)制(zhi)造耐(nai)工業磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)的(de)(de)磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)生產(chan)制(zhi)造過程(cheng)的(de)(de)蒸發器，又可(ke)用于(yu)(yu)耐(nai)硫酸(suan)(suan)(suan)和硝酸(suan)(suan)(suan)＋鹽酸(suan)(suan)(suan)，硝酸(suan)(suan)(suan)＋氫氟酸(suan)(suan)(suan)等(deng)混酸(suan)(suan)(suan)的(de)(de)環境(jing)中(zhong)(zhong)的(de)(de)化工設備(bei)和構件。由(you)于(yu)(yu)此(ci)合(he)(he)金不僅含(han)鈮且(qie)含(han)碳(tan)量低（≤0.03%),故可(ke)用于(yu)(yu)各(ge)種(zhong)焊(han)接件且(qie)無晶間腐(fu)蝕的(de)(de)敏感性。此(ci)合(he)(he)金也可(ke)用于(yu)(yu)石油(you)天然氣開發中(zhong)(zhong)的(de)(de)油(you)、氣井套管。