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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(cheng)分和組織特點

  （00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb）、Hastelloy G30 合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)化(hua)學成分(fen)見表2-4-46。可以明顯看出(chu)，此合(he)(he)金(jin)(jin)碳量低(di)（≤0.03%)并含約1%Nb,因此，此合(he)(he)金(jin)(jin)鉻碳化(hua)物析出(chu)很少(shao)。由(you)于鉻量高，此合(he)(he)金(jin)(jin)中溫敏(min)化(hua)（例(li)如(ru)871℃長期(qi)停(ting)留）就有σ相(xiang)沉淀，但由(you)于合(he)(he)金(jin)(jin)中的(de)鉻量雖高，但鉬、鎢(wu)量相(xiang)對較低(di)，因此，此合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)熱穩定性尚(shang)好。

二、耐腐蝕性能(neng)

  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(biao)2-4-48系 00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合(he)金在(zai)一些酸介(jie)質(zhi)申的(de)腐(fu)蝕(shi)速率(lv)，并與 Hastelloy G3 和 Inconel 625 合(he)金比較的(de)結果。顯然，在(zai)所試驗的(de)條件G30 (00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb)合(he)金腐(fu)蝕(shi)速率(lv)最低(di)。

  2. 晶間腐蝕(shi)

  圖(tu)(tu)2-4-32系(xi)在80℃,20%HNO3+6%HF中，時(shi)效(xiao)（敏化(hua)）處理對此(ci)合金(jin)(jin)(jin)敏化(hua)范圍的(de)(de)(de)影響(xiang)。而(er)表2-4-49則指出(chu)(chu)了(le)Hastelloy G、G3和00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb（G30)合金(jin)(jin)(jin)之間時(shi)效(xiao)態腐(fu)蝕(shi)速率的(de)(de)(de)對比(bi)。從(cong)圖(tu)(tu)2-4-32中的(de)(de)(de)結果可(ke)知(zhi)，G30合金(jin)(jin)(jin)較(jiao)G和G3合金(jin)(jin)(jin)更不易敏化(hua)，即(ji)使經過870℃(<10h)敏化(hua)（時(shi)效(xiao)）仍未見(jian)敏化(hua)的(de)(de)(de)出(chu)(chu)現。從(cong)表2-4-49中的(de)(de)(de)結果可(ke)知(zhi)，隨時(shi)效(xiao)時(shi)間延長，三種(zhong)合金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速率均有(you)所增長，特別是G和G3合金(jin)(jin)(jin)最(zui)為明(ming)顯；但最(zui)敏感(gan)的(de)(de)(de)溫度三種(zhong)合金(jin)(jin)(jin)并不相同。從(cong)表2-4-49的(de)(de)(de)結果同樣(yang)得出(chu)(chu)晶間腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)性仍存在G30<G3<G的(de)(de)(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(neng)

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金(jin)的室溫和(he)高(gao)溫拉伸性能見表(biao)2-4-51和(he)表(biao)2-4-52。

  表(biao)2-4-53和表(biao)2-4-54系(xi)合金不(bu)同變形量的冷(leng)軋態和冷(leng)軋并時效(xiao)態的拉(la)伸性(xing)(xing)能(neng)和沖擊韌(ren)(ren)性(xing)(xing)，而表(biao)2-4-55則系(xi)此合金退火(huo)（固濟）和過（固溶(rong)）十時裝態的沖擊韌(ren)(ren)性(xing)(xing)。可以看出(chu)，00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb 合金退火(huo)（固溶(rong)）態不(bu)僅強度高(gao)，且塑性(xing)(xing)、韌(ren)(ren)性(xing)(xing)優良（橫、縱向韌(ren)(ren)性(xing)(xing)無差(cha)別），但(dan)經(jing)冷(leng)軋、冷(leng)軋＋500℃時效(xiao)或固溶(rong)再經(jing)中溫時效(xiao)后，此合金在強度提高(gao)的同時，塑、韌(ren)(ren)性(xing)(xing)均有較明顯(xian)下降(jiang)。

四(si)、冷熱加工性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合金(jin)可進行(xing)熱(re)加工和熱(re)成型(xing)，但熱(re)加工和熱(re)成型(xing)構件在(zai)最終裝(zhuang)配、安裝(zhuang)使用(yong)前(qian)，必須先進行(xing)固溶處(chu)理。

  由于此(ci)合金室溫下所具(ju)有的高(gao)(gao)塑(su)、韌性(xing)，故冷(leng)加工性(xing)、冷(leng)成(cheng)型性(xing)均良好，但由于強度遠高(gao)(gao)于Cr-Ni不(bu)銹(xiu)鋼和鉻、鉬、鎢量低的鐵(tie)鎳基(ji)合金，故冷(leng)加工需(xu)更大外(wai)力(li)。

五、熱處理工藝

  此合金固溶處理溫度為約1177℃,隨后水淬或(huo)快速冷卻。

六、焊(han)接性能

  00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金(jin)(jin)焊接性(xing)良好，可(ke)采用GTAW、GMAW和焊條電(dian)弧(hu)焊等(deng)工藝焊接，由于埋弧(hu)焊的高(gao)熱輸(shu)人且冷卻緩慢故不推薦用于焊接此合(he)金(jin)(jin)。建議采用G30焊絲（ERNiCrMo-11、UNS N06030)進(jin)行GMAW和GTAW 工藝的焊接：用G30合(he)金(jin)(jin)的焊條（ENICrMo-11,UNS W86030)進(jin)行焊條電(dian)弧(hu)焊。

  表(biao) 2-4-56 列出了(le)典(dian)型焊接材料的拉伸性能。

  室溫下，典型焊接材料V型缺口的(de)沖擊韌(ren)性：GTAW 為 144J ，SMAW 為 61J。

七、物理性(xing)能

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

八、應(ying)用

  由于(yu)(yu)(yu)00Cr30Ni43Mo5.5W2.5Cu2Nb合(he)金(jin)(jin)是一種高鉻(ge)量（＞25%)并含有(you)高鉬、鎢(wu)、銅等(deng)元素(su)的(de)(de)高鎳耐(nai)(nai)蝕合(he)金(jin)(jin)，因(yin)此(ci)該合(he)金(jin)(jin)既(ji)可(ke)用于(yu)(yu)(yu)制(zhi)造耐(nai)(nai)工業磷酸(suan)的(de)(de)磷酸(suan)生產制(zhi)造過程(cheng)的(de)(de)蒸發(fa)器，又(you)可(ke)用于(yu)(yu)(yu)耐(nai)(nai)硫酸(suan)和(he)硝(xiao)酸(suan)＋鹽酸(suan)，硝(xiao)酸(suan)＋氫氟酸(suan)等(deng)混酸(suan)的(de)(de)環境中(zhong)的(de)(de)化(hua)工設(she)備和(he)構(gou)件(jian)。由于(yu)(yu)(yu)此(ci)合(he)金(jin)(jin)不僅含鈮(ni)且含碳量低（≤0.03%),故可(ke)用于(yu)(yu)(yu)各種焊(han)接件(jian)且無晶間腐蝕的(de)(de)敏感性。此(ci)合(he)金(jin)(jin)也可(ke)用于(yu)(yu)(yu)石油(you)天(tian)然氣開發(fa)中(zhong)的(de)(de)油(you)、氣井套管。