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

（00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合金(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、化學成分和組織特點

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合(he)金(jin)的化學成分見表2-4-46。可(ke)以明顯看出，此(ci)(ci)(ci)合(he)金(jin)碳量(liang)低（≤0.03%)并含約1%Nb,因(yin)此(ci)(ci)(ci)，此(ci)(ci)(ci)合(he)金(jin)鉻(ge)碳化物析出很少。由(you)于(yu)鉻(ge)量(liang)高，此(ci)(ci)(ci)合(he)金(jin)中(zhong)溫敏化（例如871℃長(chang)期停(ting)留）就有σ相沉淀，但由(you)于(yu)合(he)金(jin)中(zhong)的鉻(ge)量(liang)雖高，但鉬、鎢量(liang)相對較低，因(yin)此(ci)(ci)(ci)，此(ci)(ci)(ci)合(he)金(jin)的熱穩定性(xing)尚好。

二、耐腐蝕性能

  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(zai)一些酸介(jie)質申(shen)的(de)腐蝕速(su)率(lv)，并(bing)與 Hastelloy G3 和 Inconel 625 合金(jin)比較的(de)結果。顯然，在(zai)所(suo)試(shi)驗的(de)條(tiao)件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合金(jin)腐蝕速(su)率(lv)最低(di)。

  2. 晶間腐蝕(shi)

  圖2-4-32系在80℃,20%HNO3+6%HF中，時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)（敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)）處理(li)對(dui)此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)范圍的(de)(de)影響。而表2-4-49則指出了Hastelloy G、G3和00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合(he)(he)金(jin)(jin)之間時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)態腐蝕(shi)速率的(de)(de)對(dui)比。從(cong)圖2-4-32中的(de)(de)結果(guo)(guo)可知，G30合(he)(he)金(jin)(jin)較(jiao)G和G3合(he)(he)金(jin)(jin)更(geng)不(bu)易敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)，即(ji)使經過870℃(<10h)敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)（時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)）仍(reng)未見敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)的(de)(de)出現。從(cong)表2-4-49中的(de)(de)結果(guo)(guo)可知，隨時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)間延長(chang)，三種合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)腐蝕(shi)速率均有(you)所增長(chang)，特別(bie)是G和G3合(he)(he)金(jin)(jin)最(zui)為明(ming)顯；但最(zui)敏(min)(min)(min)感(gan)的(de)(de)溫度三種合(he)(he)金(jin)(jin)并不(bu)相同(tong)。從(cong)表2-4-49的(de)(de)結果(guo)(guo)同(tong)樣得(de)出晶間腐蝕(shi)敏(min)(min)(min)感(gan)性仍(reng)存在G30<G3<G的(de)(de)順序。

  3. 點(dian)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(xue)性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金的室(shi)溫(wen)(wen)和高溫(wen)(wen)拉(la)伸(shen)性能(neng)見(jian)表2-4-51和表2-4-52。

  表(biao)2-4-53和表(biao)2-4-54系(xi)合金(jin)不同(tong)變形量的冷(leng)軋態(tai)(tai)和冷(leng)軋并時效態(tai)(tai)的拉伸性(xing)(xing)能(neng)和沖擊韌(ren)性(xing)(xing)，而(er)表(biao)2-4-55則系(xi)此合金(jin)退火（固(gu)(gu)濟）和過(guo)（固(gu)(gu)溶）十時裝(zhuang)態(tai)(tai)的沖擊韌(ren)性(xing)(xing)。可以(yi)看出，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金(jin)退火（固(gu)(gu)溶）態(tai)(tai)不僅(jin)強度高，且塑性(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)優良（橫、縱向韌(ren)性(xing)(xing)無差別），但經(jing)冷(leng)軋、冷(leng)軋＋500℃時效或固(gu)(gu)溶再經(jing)中(zhong)溫時效后，此合金(jin)在(zai)強度提高的同(tong)時，塑、韌(ren)性(xing)(xing)均有較明顯下降(jiang)。

四、冷熱(re)加工性(xing)能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金可進行(xing)熱(re)加工和熱(re)成(cheng)型，但熱(re)加工和熱(re)成(cheng)型構(gou)件在最終裝(zhuang)配、安裝(zhuang)使用前，必(bi)須先進行(xing)固(gu)溶(rong)處理。

  由(you)于(yu)此合(he)金室溫(wen)下所具有(you)的(de)高塑、韌性，故冷(leng)加(jia)(jia)工性、冷(leng)成型性均良好，但由(you)于(yu)強度遠高于(yu)Cr-Ni不銹鋼(gang)和鉻、鉬、鎢(wu)量低的(de)鐵鎳基合(he)金，故冷(leng)加(jia)(jia)工需更大外力(li)。

五、熱處理工藝

  此合(he)金固(gu)溶處理(li)溫度為(wei)約1177℃,隨后水(shui)淬或快速冷卻。

六、焊接性能(neng)

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金(jin)(jin)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)性良好，可采用(yong)(yong)(yong)GTAW、GMAW和焊(han)(han)(han)(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)等工藝焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)，由于埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)高熱輸(shu)人且冷卻(que)緩慢故(gu)不推薦用(yong)(yong)(yong)于焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)此合(he)金(jin)(jin)。建議采用(yong)(yong)(yong)G30焊(han)(han)(han)(han)(han)絲（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進行(xing)GMAW和GTAW 工藝的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)：用(yong)(yong)(yong)G30合(he)金(jin)(jin)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)條（ENICrMo-11,UNS W86030)進行(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)。

  表 2-4-56 列(lie)出了(le)典型焊接材(cai)料的拉伸性能。

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

七、物(wu)理(li)性能

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

八、應用

  由(you)(you)于(yu)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)(he)金(jin)是(shi)一種(zhong)高(gao)鉻量（＞25%)并含(han)有高(gao)鉬、鎢、銅等(deng)元素(su)的(de)(de)(de)高(gao)鎳(nie)耐(nai)蝕合(he)(he)金(jin)，因此(ci)該合(he)(he)金(jin)既可用(yong)于(yu)制(zhi)造(zao)(zao)耐(nai)工(gong)業磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)的(de)(de)(de)磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)生(sheng)產制(zhi)造(zao)(zao)過程的(de)(de)(de)蒸發(fa)器，又可用(yong)于(yu)耐(nai)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)和硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)＋鹽(yan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)，硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)＋氫(qing)氟酸(suan)(suan)(suan)(suan)等(deng)混酸(suan)(suan)(suan)(suan)的(de)(de)(de)環境(jing)中(zhong)的(de)(de)(de)化(hua)工(gong)設備和構件。由(you)(you)于(yu)此(ci)合(he)(he)金(jin)不(bu)僅(jin)含(han)鈮且含(han)碳量低(di)（≤0.03%),故可用(yong)于(yu)各(ge)種(zhong)焊接件且無晶間(jian)腐蝕的(de)(de)(de)敏感性(xing)。此(ci)合(he)(he)金(jin)也可用(yong)于(yu)石油天然氣開發(fa)中(zhong)的(de)(de)(de)油、氣井(jing)套管。