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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)成分和組織特點(dian)

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)化(hua)學成分見(jian)表2-4-46。可以明(ming)顯看(kan)出，此合(he)金(jin)(jin)(jin)碳量低（≤0.03%)并含約1%Nb,因(yin)(yin)此，此合(he)金(jin)(jin)(jin)鉻碳化(hua)物析(xi)出很少。由于鉻量高，此合(he)金(jin)(jin)(jin)中(zhong)(zhong)溫敏化(hua)（例如871℃長期停留）就有σ相沉淀(dian)，但由于合(he)金(jin)(jin)(jin)中(zhong)(zhong)的(de)鉻量雖(sui)高，但鉬、鎢量相對較(jiao)低，因(yin)(yin)此，此合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)熱穩(wen)定性尚好。

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)(jin)在一些(xie)酸介質(zhi)申的腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)(lv)，并與(yu) Hastelloy G3 和(he) Inconel 625 合(he)金(jin)(jin)比較的結(jie)果(guo)。顯然，在所試驗(yan)的條件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合(he)金(jin)(jin)腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)(lv)最低。

  2. 晶間腐蝕

  圖(tu)2-4-32系在80℃,20%HNO3+6%HF中(zhong)，時(shi)(shi)效（敏(min)化(hua)(hua)）處(chu)理對此合金(jin)(jin)敏(min)化(hua)(hua)范圍的(de)影響。而表(biao)2-4-49則指出(chu)(chu)了(le)Hastelloy G、G3和(he)(he)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合金(jin)(jin)之(zhi)間時(shi)(shi)效態腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)的(de)對比。從圖(tu)2-4-32中(zhong)的(de)結果可(ke)知，G30合金(jin)(jin)較G和(he)(he)G3合金(jin)(jin)更不易(yi)敏(min)化(hua)(hua)，即使經過870℃(<10h)敏(min)化(hua)(hua)（時(shi)(shi)效）仍(reng)未見敏(min)化(hua)(hua)的(de)出(chu)(chu)現。從表(biao)2-4-49中(zhong)的(de)結果可(ke)知，隨時(shi)(shi)效時(shi)(shi)間延長，三(san)種合金(jin)(jin)的(de)腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)均有所增長，特(te)別(bie)是(shi)G和(he)(he)G3合金(jin)(jin)最(zui)為(wei)明(ming)顯；但最(zui)敏(min)感的(de)溫度三(san)種合金(jin)(jin)并不相(xiang)同(tong)。從表(biao)2-4-49的(de)結果同(tong)樣得(de)出(chu)(chu)晶間腐(fu)(fu)蝕敏(min)感性仍(reng)存在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、力學性能

  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和表2-4-54系(xi)合(he)(he)(he)金(jin)不同變形量的冷(leng)軋(ya)態和冷(leng)軋(ya)并時(shi)(shi)效(xiao)態的拉伸性(xing)能(neng)和沖擊韌(ren)(ren)(ren)性(xing)，而(er)表2-4-55則(ze)系(xi)此合(he)(he)(he)金(jin)退火（固濟）和過(guo)（固溶(rong)）十(shi)時(shi)(shi)裝態的沖擊韌(ren)(ren)(ren)性(xing)。可以看出，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)(he)(he)金(jin)退火（固溶(rong)）態不僅強度(du)高，且(qie)塑性(xing)、韌(ren)(ren)(ren)性(xing)優良（橫(heng)、縱(zong)向韌(ren)(ren)(ren)性(xing)無差別），但經(jing)冷(leng)軋(ya)、冷(leng)軋(ya)＋500℃時(shi)(shi)效(xiao)或固溶(rong)再(zai)經(jing)中溫時(shi)(shi)效(xiao)后，此合(he)(he)(he)金(jin)在強度(du)提高的同時(shi)(shi)，塑、韌(ren)(ren)(ren)性(xing)均有較明顯下(xia)降。

四、冷熱加工性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金可進行(xing)熱加工和(he)熱成型(xing)，但熱加工和(he)熱成型(xing)構件在最終裝配、安裝使用前(qian)，必(bi)須先進行(xing)固溶處理。

  由于(yu)(yu)此合金室溫下所具有的高塑、韌性，故冷(leng)加(jia)工性、冷(leng)成型性均良好，但由于(yu)(yu)強度遠高于(yu)(yu)Cr-Ni不銹鋼和鉻、鉬、鎢量低(di)的鐵鎳基(ji)合金，故冷(leng)加(jia)工需更大外力。

五、熱(re)處(chu)理工(gong)藝(yi)

  此合(he)金固溶處理(li)溫度(du)為約(yue)1177℃,隨后水淬或快速冷卻。

六(liu)、焊接性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金焊(han)(han)(han)(han)接性良好，可采用(yong)(yong)GTAW、GMAW和焊(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)等工(gong)藝(yi)焊(han)(han)(han)(han)接，由于(yu)埋弧焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)高熱輸(shu)人(ren)且冷(leng)卻緩慢(man)故不推薦用(yong)(yong)于(yu)焊(han)(han)(han)(han)接此合(he)金。建議采用(yong)(yong)G30焊(han)(han)(han)(han)絲（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進(jin)行(xing)GMAW和GTAW 工(gong)藝(yi)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接：用(yong)(yong)G30合(he)金的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)條（ENICrMo-11,UNS W86030)進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)。

  表 2-4-56 列出了典型焊接材料的拉伸(shen)性(xing)能。

  室溫下，典型焊接材(cai)料(liao)V型缺口的(de)沖(chong)擊韌性：GTAW 為(wei) 144J ，SMAW 為(wei) 61J。

七、物理性能

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

八、應用(yong)

  由(you)于(yu)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金是一種高鉻量（＞25%)并含有高鉬(mu)、鎢、銅等(deng)元素(su)的高鎳耐(nai)蝕(shi)合(he)金，因(yin)此(ci)該合(he)金既可(ke)用(yong)于(yu)制(zhi)造耐(nai)工(gong)(gong)業磷酸(suan)的磷酸(suan)生產(chan)制(zhi)造過(guo)程(cheng)的蒸發器，又可(ke)用(yong)于(yu)耐(nai)硫酸(suan)和硝(xiao)酸(suan)＋鹽(yan)酸(suan)，硝(xiao)酸(suan)＋氫氟(fu)酸(suan)等(deng)混(hun)酸(suan)的環(huan)境(jing)中的化工(gong)(gong)設備和構(gou)件。由(you)于(yu)此(ci)合(he)金不僅含鈮且含碳量低（≤0.03%),故可(ke)用(yong)于(yu)各種焊(han)接件且無(wu)晶間腐蝕(shi)的敏感性。此(ci)合(he)金也可(ke)用(yong)于(yu)石油天然氣開發中的油、氣井套管。