HastelloyG-30材料成分性能参数

HastelloyG-30简介：
Hastelloy G-30是一种高含铬量的镍基合金，它对于商用磷酸以及许多高氧化性酸介质的混合性环境如硝酸/盐酸、硝酸/氢氟酸和硫酸有较其他多数镍基和铁基合金更卓越的抗腐蚀性。G-30合金能够阻止焊接热影响区内晶界沉淀的形成，因此它的焊态的产品适用于各种化学处理工程的用途。
1哈氏合金G-30的耐蚀性能

哈氏合金G-30的标准化学成分为(w%):Ni基体(43)-Cr30-Mo 5.5-W 2.5-Fe15-Cu1.5-C0.03'-Co2'-Cb0.8'(#为最大值),合金采用固溶处理(1177℃加热，水冷)状态。

为了获得哈氏合金G-30在不同介质中的耐蚀性能数据，制造商Haynes公司进行了大量的实验室试验及现场试验研究，与一些不锈钢及其它一些镍基超合金的耐蚀性能进行了比较，主要结果如表1～表4及图1～图5所示。图表中主要数据来自于High Performance Alloys, HAYNES DI-GEST,Vol.39,No.1～6,1988。

从表1可知，哈氏合金G-30在磷酸中有很好的耐蚀性能，通常腐蚀速率为0.025～2.50mm/a,其耐蚀性要比哈氏合金G-3或Inconel 625要高2～4倍(最高可达10倍)。美国化肥发展中心(NFDC)1987年对316L、No8020型不锈钢和哈氏合金G-30焊接试件，在53.3%P₂Os磷酸中腐蚀28天，温度选择65℃、93℃和132℃进行对比试验，结果是唯有哈氏合金G-30在132℃磷酸中有足够的耐蚀性能并推荐使用。哈氏合金G-30不仅在磷酸中有很好的耐蚀性，在许多其它酸性介质(如硫酸、硝酸、甲酸)中，也较哈氏合金G-3或Inconel 625合金具有更好的耐蚀性(见表2)。由表3可知，与许多不锈钢相比，哈氏合金G-30在不同环境的混合酸性介质中也具有很高的耐蚀性能。在硫酸与硝酸、硫酸与硫酸铁混合液中，含铬较高的哈氏合金G-30和SAN28合金的腐蚀速率很低。

当介质中含有卤族元素(如Cl-或F-)时，与316L、No8904(904L)、SAN28、No8020(20CB-3)、Inconel625合金相比，哈氏合金G-30表现出最好的耐蚀性能，特别是在硝酸与氢氟酸混合介质中，其耐蚀性能优于所有不锈钢及Inconel 625合金。从腐蚀速率曲线图1及图2可以看出，哈氏合金G-30在室温下任何浓度的盐酸和硫酸中都有较低的腐蚀速率。但随着温度升高，其腐蚀速率增大，这在选用哈氏合金G-30时应慎重考虑，应根据实际条件确定合金是否适用。由图3及图4可知，浓度低于60%的工业磷酸及硝酸介质中，从室温到沸点的任何温度下，哈氏合金G-30都具有较低的腐蚀速率(<0.125mm/a),用于磷酸和硝酸工业很有希望。图5给出了哈氏合金G-30与哈氏合金G在硝酸与氢氟酸混合介质中的焊缝区耐蚀性能比较的照片，可见哈氏合金G-30的耐蚀性能明显优于哈氏合金G。

由于哈氏合金G-30的含铬量较高，又含有5.5%的钼，在具有耐均匀腐蚀的同时，也具有较高的耐局部腐蚀能力，其耐点蚀当量PRE=48(计算公式为：PRE=Cr(%)+3.3Mo(%)+30N=30+3.3×5.5=48.15),具有和哈氏合金G或哈氏合金G-3相当的抗点蚀能力。实际上它比所有不锈钢的抗点蚀能力都好得多(如表4所示)。

上述耐蚀性能数据虽然都是从实验室得出的，但说明哈氏合金G-30在工业磷酸、硫酸、硝酸和盐酸混合酸、硝酸和氢氟酸混合酸以及其它复杂环境下的强腐蚀性介质中，显示出比其它镍基合金和铁基合金具有更优良的耐蚀性。

在湿法磷酸生产过程中，推广应用了哈氏合金G-30。在磷酸及过硝酸的生产设备中，可用哈氏合金G-30制造支架、螺栓、螺母、反应罐、喷射器、搅拌器、蒸发管、预热器管、泵零件、冷却器管以及各种棒材、管接等，现场应用表明哈氏合金G-30具有优良的耐蚀性。哈氏合金G-30最初是为了满足磷酸和磷肥工业生产中材料的耐蚀性能要求而研制的，但该合金也能用在现有不锈钢及传统的合金不能完全满足要求的场合。如在硫酸(含亚硫酸盐)、硝酸与氢氟酸混合酸中，可以取代价格十分昂贵的Hastelloy C-276合金，如：制造蒸煮室衬里和管板式换热器等。在硫酸(含干燥气)、3%～5%氢氟酸中可代替不锈钢，制造预冷却罐和加热器，也可制造氨基氟硅酸盐介质的管子。此外，也用作酸洗吊篮、台架、塔器以及各种工业腐蚀环境下的管材、线材和衬里。

在石油化工设备制造方面，选材的经济性与许多因素有关，其中最主要的是耐蚀性和成本价格两个方面。材料的耐蚀性能与材料的使用寿命直接相关，但并非寿命最长的或者价格最低的材料使用最经济。选材上应从工况环境、材料性能、材料及设备制造价格、设备操作工艺、维修、安全生产诸方面综合考虑，正确选择材料，以求获得最佳的经济效果。

选择哈氏合金G-30就是从合金的较高耐蚀性能为出发点，使不可预见的失效危险性减至最小，与其他更为昂贵的耐蚀超合金及价格较低而耐蚀性能很差的合金相比较，可以获得最佳的经济效益。表5给出了哈氏合金G-30与其它一些合金的价格比较，1/4 in(lin=2.54cm)厚的哈氏合金G-30板材价格低于在湿法制酸中有较低耐蚀性能的某些合金(如Inconel 625)。表6给出了不同材料制造的换热器价格比较。可以看出，采用哈氏合金G-30制造价格为316L的2.4倍，和Incoloy 825、No8020(20CB-3)相当，比No8904(904L)、SAN 28高一些，但与Inconel625相比时，哈氏合金G-30具有更低的成本和更好的耐蚀性能。因此，哈氏合金G-30作为一种较便宜的材料受到越来越多用户的关注。

新型哈氏合金G-30在许多腐蚀性较强的场合如：石油、化工、化肥、农药、原子能、冶金等领域会有广泛的应用前景。

3结束语

综上所述，可得出如下结论：

(1) 新开发的哈氏合金G-30是一种新型的、具有良好耐蚀性的结构材料，可用于腐蚀性较强的场合；

(2) 和优质不锈钢(No8904,No8020,SAN 28)及其它耐蚀性较高的合金(如Incoloy 825,Hastel-loy G-3,Inconel 625)相比，哈氏合金G-30表现出较好的耐蚀性；

(3) 用哈氏合金G-30制造的化工设备及部件与其它耐蚀合金比较具有最佳的经济效益；

(4)现场应用的实践证明哈氏合金G-30具有良好的耐蚀性能而且成本较低，具有广泛的应用前景。