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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(hua)學成(cheng)分和組織特點(dian)

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合金(jin)(jin)(jin)的(de)化學成分見表2-4-46。可(ke)以明顯(xian)看(kan)出(chu)，此(ci)(ci)合金(jin)(jin)(jin)碳量低（≤0.03%)并含約1%Nb,因(yin)此(ci)(ci)，此(ci)(ci)合金(jin)(jin)(jin)鉻碳化物析出(chu)很少。由(you)于(yu)鉻量高，此(ci)(ci)合金(jin)(jin)(jin)中溫敏化（例如871℃長期停留）就有σ相(xiang)沉淀(dian)，但由(you)于(yu)合金(jin)(jin)(jin)中的(de)鉻量雖高，但鉬、鎢量相(xiang)對較(jiao)低，因(yin)此(ci)(ci)，此(ci)(ci)合金(jin)(jin)(jin)的(de)熱穩定性(xing)尚(shang)好。

二、耐腐蝕(shi)性能

  1. 全面(mian)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(zai)一些酸介質(zhi)申的腐蝕(shi)速率，并與(yu) Hastelloy G3 和(he) Inconel 625 合金比較的結果。顯然，在(zai)所(suo)試驗的條件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合金腐蝕(shi)速率最低。

  2. 晶間腐蝕(shi)

  圖2-4-32系在80℃,20%HNO3+6%HF中(zhong)，時(shi)效(xiao)(xiao)（敏(min)化(hua)）處理對此(ci)合金敏(min)化(hua)范圍的影響。而表(biao)2-4-49則指出(chu)(chu)了Hastelloy G、G3和(he)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合金之間(jian)時(shi)效(xiao)(xiao)態腐蝕速率(lv)的對比。從圖2-4-32中(zhong)的結(jie)果可知(zhi)，G30合金較G和(he)G3合金更不易敏(min)化(hua)，即(ji)使經(jing)過870℃(<10h)敏(min)化(hua)（時(shi)效(xiao)(xiao)）仍(reng)未見敏(min)化(hua)的出(chu)(chu)現。從表(biao)2-4-49中(zhong)的結(jie)果可知(zhi)，隨時(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)間(jian)延(yan)長(chang)(chang)，三種合金的腐蝕速率(lv)均(jun)有所增長(chang)(chang)，特(te)別是G和(he)G3合金最(zui)為明顯；但最(zui)敏(min)感(gan)的溫度三種合金并不相同。從表(biao)2-4-49的結(jie)果同樣得出(chu)(chu)晶間(jian)腐蝕敏(min)感(gan)性仍(reng)存(cun)在G30<G3<G的順序。

  3. 點腐(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(neng)

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

  表2-4-53和(he)表2-4-54系(xi)合(he)金(jin)(jin)不(bu)同變形量(liang)的冷軋(ya)態(tai)(tai)和(he)冷軋(ya)并(bing)時效態(tai)(tai)的拉(la)伸性(xing)能(neng)和(he)沖擊(ji)韌(ren)性(xing)，而表2-4-55則系(xi)此(ci)合(he)金(jin)(jin)退火(huo)（固(gu)濟(ji)）和(he)過（固(gu)溶(rong)）十時裝態(tai)(tai)的沖擊(ji)韌(ren)性(xing)。可以看出，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)金(jin)(jin)退火(huo)（固(gu)溶(rong)）態(tai)(tai)不(bu)僅強度高(gao)，且塑(su)性(xing)、韌(ren)性(xing)優(you)良（橫、縱(zong)向韌(ren)性(xing)無差(cha)別），但經冷軋(ya)、冷軋(ya)＋500℃時效或(huo)固(gu)溶(rong)再經中溫時效后，此(ci)合(he)金(jin)(jin)在強度提高(gao)的同時，塑(su)、韌(ren)性(xing)均有較明顯下降。

四、冷熱加工性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金可進行熱(re)(re)加(jia)工和熱(re)(re)成(cheng)型，但熱(re)(re)加(jia)工和熱(re)(re)成(cheng)型構件在最終裝配、安裝使用(yong)前，必須(xu)先進行固溶處(chu)理。

  由(you)于此合金室溫(wen)下所(suo)具有的(de)高塑(su)、韌性(xing)(xing)，故(gu)冷(leng)加工性(xing)(xing)、冷(leng)成(cheng)型性(xing)(xing)均良好(hao)，但由(you)于強度遠高于Cr-Ni不銹(xiu)鋼和鉻、鉬、鎢量低的(de)鐵鎳(nie)基合金，故(gu)冷(leng)加工需更大外力。

五(wu)、熱(re)處理工藝

  此合金固溶處理溫度(du)為約1177℃,隨后(hou)水(shui)淬或快速冷卻。

六、焊接性(xing)能(neng)

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)(he)(he)金(jin)焊(han)(han)(han)(han)接性良好，可采(cai)用GTAW、GMAW和焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)等工藝焊(han)(han)(han)(han)接，由于埋(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)的高熱輸人(ren)且冷卻緩慢(man)故不(bu)推薦用于焊(han)(han)(han)(han)接此合(he)(he)(he)金(jin)。建(jian)議(yi)采(cai)用G30焊(han)(han)(han)(han)絲（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進(jin)行(xing)GMAW和GTAW 工藝的焊(han)(han)(han)(han)接：用G30合(he)(he)(he)金(jin)的焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)（ENICrMo-11,UNS W86030)進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)。

  表 2-4-56 列(lie)出了典型(xing)焊接材(cai)料(liao)的拉(la)伸性能。

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

七、物(wu)理性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金的物理(li)性能見表2-4-57。

八(ba)、應(ying)用

  由于(yu)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金是一種高鉻量(liang)(liang)（＞25%)并(bing)含有高鉬、鎢、銅等(deng)元素的(de)高鎳耐蝕(shi)合(he)金，因此(ci)(ci)該合(he)金既可用于(yu)制(zhi)造耐工業磷(lin)酸(suan)(suan)的(de)磷(lin)酸(suan)(suan)生產制(zhi)造過程的(de)蒸發(fa)(fa)器(qi)，又可用于(yu)耐硫酸(suan)(suan)和硝(xiao)酸(suan)(suan)＋鹽酸(suan)(suan)，硝(xiao)酸(suan)(suan)＋氫氟酸(suan)(suan)等(deng)混酸(suan)(suan)的(de)環境(jing)中的(de)化(hua)工設備和構件。由于(yu)此(ci)(ci)合(he)金不僅(jin)含鈮且(qie)含碳(tan)量(liang)(liang)低（≤0.03%),故(gu)可用于(yu)各種焊接件且(qie)無晶間腐蝕(shi)的(de)敏感性。此(ci)(ci)合(he)金也可用于(yu)石油天然氣開發(fa)(fa)中的(de)油、氣井套管。