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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(yi)、化學成分(fen)和(he)組(zu)織特點

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合(he)(he)金(jin)的化學成(cheng)分見表2-4-46。可(ke)以明顯看(kan)出，此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)碳量(liang)低（≤0.03%)并(bing)含約1%Nb,因(yin)此(ci)(ci)，此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)鉻碳化物析(xi)出很少。由于(yu)鉻量(liang)高(gao)(gao)，此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)中溫敏化（例如871℃長期(qi)停留(liu)）就有σ相(xiang)沉(chen)淀，但(dan)由于(yu)合(he)(he)金(jin)中的鉻量(liang)雖(sui)高(gao)(gao)，但(dan)鉬(mu)、鎢(wu)量(liang)相(xiang)對較低，因(yin)此(ci)(ci)，此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)的熱(re)穩定性(xing)尚(shang)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(he)金(jin)在(zai)一些(xie)酸介質申的腐(fu)蝕速率，并與(yu) Hastelloy G3 和(he) Inconel 625 合(he)金(jin)比較的結(jie)果。顯然，在(zai)所試驗的條(tiao)件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合(he)金(jin)腐(fu)蝕速率最(zui)低(di)。

  2. 晶間腐(fu)蝕(shi)

  圖(tu)(tu)2-4-32系在(zai)80℃,20%HNO3+6%HF中，時(shi)效(xiao)（敏(min)化(hua)(hua)）處(chu)理對(dui)此合(he)(he)金(jin)敏(min)化(hua)(hua)范圍的(de)影響。而(er)表2-4-49則指出了Hastelloy G、G3和(he)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合(he)(he)金(jin)之間(jian)時(shi)效(xiao)態腐蝕(shi)速(su)率的(de)對(dui)比。從圖(tu)(tu)2-4-32中的(de)結果(guo)可知，G30合(he)(he)金(jin)較G和(he)G3合(he)(he)金(jin)更不(bu)易敏(min)化(hua)(hua)，即使經過870℃(<10h)敏(min)化(hua)(hua)（時(shi)效(xiao)）仍(reng)未(wei)見(jian)敏(min)化(hua)(hua)的(de)出現。從表2-4-49中的(de)結果(guo)可知，隨時(shi)效(xiao)時(shi)間(jian)延長(chang)，三種(zhong)合(he)(he)金(jin)的(de)腐蝕(shi)速(su)率均有所增長(chang)，特別是(shi)G和(he)G3合(he)(he)金(jin)最為明顯；但最敏(min)感的(de)溫(wen)度三種(zhong)合(he)(he)金(jin)并不(bu)相同(tong)。從表2-4-49的(de)結果(guo)同(tong)樣得(de)出晶間(jian)腐蝕(shi)敏(min)感性仍(reng)存在(zai)G30<G3<G的(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)、力學性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)金的室溫(wen)和高溫(wen)拉伸(shen)性(xing)能見(jian)表2-4-51和表2-4-52。

  表(biao)2-4-53和(he)(he)表(biao)2-4-54系合金不(bu)同(tong)(tong)變形(xing)量(liang)的冷(leng)軋(ya)態(tai)和(he)(he)冷(leng)軋(ya)并時(shi)(shi)(shi)效(xiao)態(tai)的拉(la)伸性(xing)(xing)能(neng)和(he)(he)沖(chong)擊韌(ren)(ren)性(xing)(xing)，而表(biao)2-4-55則系此合金退(tui)火（固濟）和(he)(he)過（固溶(rong)(rong)）十時(shi)(shi)(shi)裝(zhuang)態(tai)的沖(chong)擊韌(ren)(ren)性(xing)(xing)。可以(yi)看出，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金退(tui)火（固溶(rong)(rong)）態(tai)不(bu)僅強(qiang)度高，且塑性(xing)(xing)、韌(ren)(ren)性(xing)(xing)優良（橫、縱向韌(ren)(ren)性(xing)(xing)無差別），但(dan)經冷(leng)軋(ya)、冷(leng)軋(ya)＋500℃時(shi)(shi)(shi)效(xiao)或(huo)固溶(rong)(rong)再經中溫(wen)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)后，此合金在強(qiang)度提高的同(tong)(tong)時(shi)(shi)(shi)，塑、韌(ren)(ren)性(xing)(xing)均有較(jiao)明顯下降。

四、冷熱加工性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金可進行熱加工和熱成型，但熱加工和熱成型構件(jian)在最終裝配、安裝使用前，必(bi)須先(xian)進行固溶處理。

  由于(yu)(yu)(yu)此(ci)合金(jin)室(shi)溫下所具有的(de)高塑、韌性(xing)，故(gu)冷加工性(xing)、冷成型性(xing)均良好(hao)，但由于(yu)(yu)(yu)強度(du)遠(yuan)高于(yu)(yu)(yu)Cr-Ni不(bu)銹鋼和鉻、鉬、鎢量(liang)低的(de)鐵(tie)鎳基合金(jin)，故(gu)冷加工需更(geng)大外力。

五、熱(re)處理(li)工(gong)藝(yi)

  此合金固溶(rong)處理溫度為約1177℃,隨后水淬或(huo)快速冷卻。

六、焊接性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金焊(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)良好，可(ke)采用(yong)(yong)(yong)GTAW、GMAW和焊(han)(han)條(tiao)(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)等工藝焊(han)(han)接(jie)(jie)，由于埋弧焊(han)(han)的高熱輸人且(qie)冷卻緩慢(man)故(gu)不(bu)推薦(jian)用(yong)(yong)(yong)于焊(han)(han)接(jie)(jie)此(ci)合(he)金。建議采用(yong)(yong)(yong)G30焊(han)(han)絲（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進(jin)行GMAW和GTAW 工藝的焊(han)(han)接(jie)(jie)：用(yong)(yong)(yong)G30合(he)金的焊(han)(han)條(tiao)(tiao)（ENICrMo-11,UNS W86030)進(jin)行焊(han)(han)條(tiao)(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)。

  表 2-4-56 列出了典型(xing)焊接材(cai)料的(de)拉(la)伸性能。

  室溫下，典型焊接(jie)材料V型缺(que)口的沖擊韌(ren)性：GTAW 為(wei) 144J ，SMAW 為(wei) 61J。

七、物理性能

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

八、應用

  由(you)于00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金(jin)是一種(zhong)高鉻量（＞25%)并含(han)有高鉬、鎢、銅等元素(su)的(de)(de)高鎳耐蝕(shi)合金(jin)，因此(ci)該合金(jin)既可用(yong)于制(zhi)造耐工業磷酸(suan)的(de)(de)磷酸(suan)生產制(zhi)造過程的(de)(de)蒸發器，又(you)可用(yong)于耐硫酸(suan)和硝酸(suan)＋鹽酸(suan)，硝酸(suan)＋氫氟酸(suan)等混酸(suan)的(de)(de)環境中的(de)(de)化工設備和構件。由(you)于此(ci)合金(jin)不僅(jin)含(han)鈮(ni)且含(han)碳量低(di)（≤0.03%),故可用(yong)于各種(zhong)焊(han)接件且無(wu)晶間腐蝕(shi)的(de)(de)敏(min)感性。此(ci)合金(jin)也可用(yong)于石油天(tian)然(ran)氣開(kai)發中的(de)(de)油、氣井套管。