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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(xue)成分和組織(zhi)特點

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合(he)金(jin)的化學成分見表2-4-46。可以明顯看(kan)出，此(ci)(ci)合(he)金(jin)碳量低（≤0.03%)并含約1%Nb,因(yin)此(ci)(ci)，此(ci)(ci)合(he)金(jin)鉻(ge)碳化物析(xi)出很少。由(you)于(yu)鉻(ge)量高，此(ci)(ci)合(he)金(jin)中溫敏(min)化（例如871℃長期停(ting)留）就有σ相沉淀，但由(you)于(yu)合(he)金(jin)中的鉻(ge)量雖高，但鉬(mu)、鎢量相對(dui)較低，因(yin)此(ci)(ci)，此(ci)(ci)合(he)金(jin)的熱穩定性尚(shang)好。

二、耐腐蝕(shi)性能

  1. 全面腐(fu)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 合金在一些酸介(jie)質申的腐蝕速率(lv)，并與 Hastelloy G3 和 Inconel 625 合金比較的結果。顯然，在所試驗(yan)的條件(jian)G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合金腐蝕速率(lv)最低。

  2. 晶間腐蝕

  圖2-4-32系在80℃,20%HNO3+6%HF中，時(shi)效(xiao)（敏(min)(min)化(hua)(hua)）處理對此合金(jin)(jin)敏(min)(min)化(hua)(hua)范圍(wei)的(de)影響(xiang)。而表2-4-49則指出了Hastelloy G、G3和00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合金(jin)(jin)之間時(shi)效(xiao)態(tai)腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)的(de)對比。從圖2-4-32中的(de)結(jie)果可知，G30合金(jin)(jin)較G和G3合金(jin)(jin)更不易敏(min)(min)化(hua)(hua)，即使經過870℃(<10h)敏(min)(min)化(hua)(hua)（時(shi)效(xiao)）仍(reng)未見敏(min)(min)化(hua)(hua)的(de)出現。從表2-4-49中的(de)結(jie)果可知，隨(sui)時(shi)效(xiao)時(shi)間延長，三(san)種(zhong)合金(jin)(jin)的(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)均(jun)有所增(zeng)長，特別(bie)是G和G3合金(jin)(jin)最為明顯；但最敏(min)(min)感的(de)溫度三(san)種(zhong)合金(jin)(jin)并不相同。從表2-4-49的(de)結(jie)果同樣得出晶間腐(fu)蝕(shi)敏(min)(min)感性(xing)仍(reng)存在G30<G3<G的(de)順(shun)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、力學性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金的室溫和(he)高溫拉伸(shen)性能見表(biao)2-4-51和(he)表(biao)2-4-52。

  表(biao)(biao)2-4-53和表(biao)(biao)2-4-54系(xi)合(he)金(jin)不同變形(xing)量的(de)冷軋態和冷軋并時(shi)效(xiao)態的(de)拉伸性(xing)能和沖擊韌性(xing)，而表(biao)(biao)2-4-55則系(xi)此合(he)金(jin)退火（固濟）和過（固溶(rong)）十(shi)時(shi)裝態的(de)沖擊韌性(xing)。可以看出，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)金(jin)退火（固溶(rong)）態不僅(jin)強(qiang)度高，且塑(su)性(xing)、韌性(xing)優良(liang)（橫、縱向(xiang)韌性(xing)無差別），但(dan)經(jing)冷軋、冷軋＋500℃時(shi)效(xiao)或(huo)固溶(rong)再經(jing)中(zhong)溫時(shi)效(xiao)后(hou)，此合(he)金(jin)在強(qiang)度提高的(de)同時(shi)，塑(su)、韌性(xing)均有較明顯下降。

四(si)、冷熱加工性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金可進(jin)行熱(re)加(jia)工(gong)和熱(re)成型，但熱(re)加(jia)工(gong)和熱(re)成型構件在最終裝(zhuang)(zhuang)配(pei)、安裝(zhuang)(zhuang)使用前，必須先進(jin)行固溶處理(li)。

  由于此合金室溫(wen)下(xia)所具有的高(gao)塑(su)、韌性，故(gu)冷加(jia)工性、冷成型性均良(liang)好(hao)，但由于強(qiang)度遠高(gao)于Cr-Ni不銹鋼和鉻(ge)、鉬、鎢量低的鐵鎳基合金，故(gu)冷加(jia)工需更大外力。

五、熱處理(li)工藝

  此合金(jin)固溶處(chu)理溫度為約1177℃,隨后水淬或快速冷卻。

六、焊接性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金(jin)焊(han)接性良(liang)好，可采(cai)(cai)用GTAW、GMAW和(he)焊(han)條(tiao)電弧(hu)焊(han)等工藝焊(han)接，由于埋弧(hu)焊(han)的高熱(re)輸人(ren)且冷卻緩慢(man)故不(bu)推薦用于焊(han)接此(ci)合(he)金(jin)。建議采(cai)(cai)用G30焊(han)絲（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進行GMAW和(he)GTAW 工藝的焊(han)接：用G30合(he)金(jin)的焊(han)條(tiao)（ENICrMo-11,UNS W86030)進行焊(han)條(tiao)電弧(hu)焊(han)。

  表 2-4-56 列出了典型焊接材料(liao)的拉伸性能(neng)。

  室溫下，典型焊接材(cai)料V型缺(que)口的沖擊(ji)韌性：GTAW 為(wei) 144J ，SMAW 為(wei) 61J。

七、物理性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金的(de)物(wu)理性能(neng)見表2-4-57。

八、應用

  由于00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金(jin)是一種(zhong)高(gao)鉻量（＞25%)并含有高(gao)鉬、鎢(wu)、銅等元素(su)的(de)(de)高(gao)鎳耐(nai)蝕合(he)金(jin)，因此(ci)(ci)該合(he)金(jin)既可(ke)用(yong)(yong)于制造(zao)耐(nai)工業磷(lin)(lin)酸的(de)(de)磷(lin)(lin)酸生產制造(zao)過程的(de)(de)蒸發(fa)器，又可(ke)用(yong)(yong)于耐(nai)硫酸和(he)硝酸＋鹽(yan)酸，硝酸＋氫氟酸等混酸的(de)(de)環境中(zhong)的(de)(de)化工設(she)備(bei)和(he)構件。由于此(ci)(ci)合(he)金(jin)不僅含鈮且含碳量低(di)（≤0.03%),故可(ke)用(yong)(yong)于各種(zhong)焊接(jie)件且無晶間(jian)腐(fu)蝕的(de)(de)敏感性。此(ci)(ci)合(he)金(jin)也可(ke)用(yong)(yong)于石(shi)油(you)天然氣(qi)開發(fa)中(zhong)的(de)(de)油(you)、氣(qi)井套管。