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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、化學成分和組織特點

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合(he)金(jin)的化(hua)學成分見表(biao)2-4-46。可以明顯看出，此(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)合(he)金(jin)碳(tan)(tan)量(liang)低（≤0.03%)并含約1%Nb,因(yin)此(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)，此(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)合(he)金(jin)鉻碳(tan)(tan)化(hua)物析出很少。由于鉻量(liang)高，此(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)合(he)金(jin)中溫敏(min)化(hua)（例如871℃長(chang)期停留）就有(you)σ相沉淀，但由于合(he)金(jin)中的鉻量(liang)雖高，但鉬、鎢量(liang)相對較低，因(yin)此(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)，此(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)合(he)金(jin)的熱穩定性(xing)尚好。

二、耐腐蝕(shi)性能

  1. 全面腐蝕(shi)

  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(jin)在一(yi)些酸介質申的(de)腐蝕(shi)速率(lv)，并與 Hastelloy G3 和(he) Inconel 625 合金(jin)比較的(de)結果。顯(xian)然(ran)，在所試驗的(de)條件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合金(jin)腐蝕(shi)速率(lv)最(zui)低。

  2. 晶(jing)間腐蝕

  圖2-4-32系在(zai)80℃,20%HNO3+6%HF中(zhong)，時效(xiao)（敏(min)(min)化(hua)）處理對此合金(jin)(jin)敏(min)(min)化(hua)范圍的(de)影響(xiang)。而表2-4-49則指(zhi)出了Hastelloy G、G3和(he)(he)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合金(jin)(jin)之(zhi)間時效(xiao)態腐蝕速(su)率的(de)對比。從圖2-4-32中(zhong)的(de)結果可知(zhi)，G30合金(jin)(jin)較G和(he)(he)G3合金(jin)(jin)更不易敏(min)(min)化(hua)，即使經過870℃(<10h)敏(min)(min)化(hua)（時效(xiao)）仍未見敏(min)(min)化(hua)的(de)出現。從表2-4-49中(zhong)的(de)結果可知(zhi)，隨時效(xiao)時間延(yan)長，三種合金(jin)(jin)的(de)腐蝕速(su)率均有所增長，特別是G和(he)(he)G3合金(jin)(jin)最(zui)(zui)為(wei)明顯；但最(zui)(zui)敏(min)(min)感(gan)的(de)溫度三種合金(jin)(jin)并不相同。從表2-4-49的(de)結果同樣得出晶(jing)間腐蝕敏(min)(min)感(gan)性仍存在(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(xing)能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)金(jin)的室溫和高溫拉伸性能(neng)見(jian)表(biao)2-4-51和表(biao)2-4-52。

  表2-4-53和(he)(he)表2-4-54系(xi)合(he)(he)金(jin)(jin)不(bu)同(tong)變(bian)形量的(de)(de)冷軋(ya)(ya)(ya)態(tai)(tai)和(he)(he)冷軋(ya)(ya)(ya)并(bing)時效態(tai)(tai)的(de)(de)拉伸性(xing)(xing)能(neng)和(he)(he)沖擊韌性(xing)(xing)，而(er)表2-4-55則系(xi)此合(he)(he)金(jin)(jin)退火（固濟）和(he)(he)過（固溶）十時裝態(tai)(tai)的(de)(de)沖擊韌性(xing)(xing)。可以看(kan)出，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)(he)金(jin)(jin)退火（固溶）態(tai)(tai)不(bu)僅強(qiang)(qiang)度高，且塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)優良（橫、縱(zong)向韌性(xing)(xing)無(wu)差別），但(dan)經冷軋(ya)(ya)(ya)、冷軋(ya)(ya)(ya)＋500℃時效或固溶再(zai)經中溫時效后，此合(he)(he)金(jin)(jin)在強(qiang)(qiang)度提高的(de)(de)同(tong)時，塑、韌性(xing)(xing)均有(you)較明顯(xian)下降。

四、冷(leng)熱加工性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金(jin)可進行(xing)熱加工和熱成(cheng)型，但熱加工和熱成(cheng)型構件在最終裝配、安(an)裝使用前，必須先進行(xing)固溶處(chu)理。

  由于(yu)此合金室溫下(xia)所具有的(de)高(gao)塑、韌性，故冷(leng)加工性、冷(leng)成型性均(jun)良好，但(dan)由于(yu)強度遠高(gao)于(yu)Cr-Ni不銹(xiu)鋼和鉻、鉬(mu)、鎢(wu)量低的(de)鐵鎳基合金，故冷(leng)加工需更大外力(li)。

五(wu)、熱處理工藝(yi)

  此合金固(gu)溶處理溫度為約1177℃,隨后水淬或快速冷卻(que)。

六、焊接性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接性良(liang)好，可采用(yong)(yong)GTAW、GMAW和焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)等工(gong)藝焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接，由于(yu)埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)的高熱輸人且冷卻緩慢故(gu)不推薦用(yong)(yong)于(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接此(ci)合金。建議采用(yong)(yong)G30焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進行GMAW和GTAW 工(gong)藝的焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接：用(yong)(yong)G30合金的焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)（ENICrMo-11,UNS W86030)進行焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)。

  表 2-4-56 列出(chu)了(le)典型焊接(jie)材(cai)料的拉伸性(xing)能。

  室溫下，典(dian)型焊接材(cai)料V型缺口的沖擊韌性：GTAW 為(wei) 144J ，SMAW 為(wei) 61J。

七(qi)、物理性(xing)能

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

八、應(ying)用

  由于(yu)(yu)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金是一種高(gao)鉻量（＞25%)并含(han)(han)有高(gao)鉬(mu)、鎢、銅等(deng)元(yuan)素(su)的高(gao)鎳耐(nai)(nai)蝕(shi)合金，因此(ci)(ci)該合金既可(ke)用于(yu)(yu)制造耐(nai)(nai)工(gong)業磷(lin)酸(suan)(suan)的磷(lin)酸(suan)(suan)生(sheng)產制造過(guo)程的蒸發器，又可(ke)用于(yu)(yu)耐(nai)(nai)硫酸(suan)(suan)和硝(xiao)酸(suan)(suan)＋鹽酸(suan)(suan)，硝(xiao)酸(suan)(suan)＋氫氟酸(suan)(suan)等(deng)混(hun)酸(suan)(suan)的環境中的化工(gong)設備和構件。由于(yu)(yu)此(ci)(ci)合金不(bu)僅含(han)(han)鈮(ni)且含(han)(han)碳量低(di)（≤0.03%),故可(ke)用于(yu)(yu)各種焊接件且無晶間腐蝕(shi)的敏(min)感性。此(ci)(ci)合金也可(ke)用于(yu)(yu)石油(you)天(tian)然氣開(kai)發中的油(you)、氣井套管(guan)。