Hastelloy G3耐蝕哈氏合金 成分 基本概述

Hastelloy G3基本概述：

Hastelloy G3合金簡稱G3，是一種性能*的 鎳基耐蝕合金 ，屬於(yu) 含Mo、Cu的Ni-Cr-Fe係，它具有優(you) 良的抗氧化和大氣腐蝕及抗 應力腐蝕開裂 能力，而且具有較高的抗局部腐蝕（點蝕、縫隙腐蝕）的能力。合金中由於(yu) 含有較高的Fe，相對於(yu) 其它鎳基耐蝕合金具有成本低的特點。G3合金常用於(yu) 煙氣脫硫係統、造紙、磷酸生產(chan) 蒸汽發生器 和熱交換器中。用該合金製成的油井管具有優(you) 異的抗H2S、CO2、Cl-腐蝕性能，是酸性氣田油井管的最佳選材。世界範圍內(nei) 隻有日本住友、美國SMC、德國V&M以及瑞典Sandvik能夠生產(chan) 。

化學成分：

碳C：≤0.03 ，矽Si：≤0.80 ，

錳Mn：≤1.50 ，磷P：≤0.004 ，

硫 S：≤0.020 ，鎳Ni：餘(yu) ，

鉻Cr：28.5~31.5 ，鉬Mo：4.0~6.0 ，

鎢 W：1.5~4.0，鐵Fe：13.0~17.0，

銅 Cu：1.0~2.4，Nb+Ta:0.3~1.5，

鈷CO:≤5.0。

Hastelloy G-30耐蝕性能：在耐H3PO4中比G3、20合金，625合金性能要更加*，相差2-10倍，在HIL酸中性能不是太好，在50度以下濃H2SO4中具有可用的耐腐蝕性能，在HNO3、混合酸中具有良好的耐腐蝕性能。

Hastelloy G-30物理性能：密度8.22g/cm3，溶點：1350~1370 ℃，比熱容：388~619J/kg.K，熱導率：10.2~16.7 W(m.K）。

常用的鎳基耐蝕合金有Monel400、Hastelloy G3、HastelloyG30、Hastelloy G35、Hastelloy C276、HastelloyC22、Hastelloy C4、Hastelloy F、Inconel 690等。

應用範圍：

G係列合金(G3、G30、G35)主要用於(yu) 石化工業(ye) 如油井管、濕法磷酸生產(chan) 使用的蒸發器，核工業(ye) 中核燃料再生設備、以及鋼廠酸洗設備等。C係列合金(C276、C22、C4)是使用量最大的一類耐蝕合金之一，在氧化或還原環境下都有很好的耐腐蝕性。因此廣泛應用於(yu) 各種腐蝕環境複雜的地方，如核工業(ye) 、製藥工業(ye) 等。690合金是一種非常重要的核材料，是核電站核能發電蒸汽管的不可替代材料，屬於(yu) 核心部件，對應力腐蝕開裂具有很好的抵抗作用。

鑽采石油、天然氣時，除需要鑽探機械設備外，還需要專(zhuan) 用管材，即鑽柱、套管、油管等，統稱為(wei) “油井管"。油氣工業(ye) 用鋼總量中，油井管約占40%，是石油、天然氣開采中的一個(ge) 重要組成部分。根據中國油氣開采環境的特殊性，專(zhuan) 家認為(wei) ，超高強度油套管、高抗擠套管、耐酸性環境腐蝕油管和特殊螺紋油井管是中國當今和未來急需的高性能油井管。

生產(chan) 工藝： G3合金管材生產(chan) 工藝：1 熱軋成型 2熱擠壓成型 （ G3合金高溫塑性差，熱成型溫度範圍窄，變形抗力較大，在1150℃～1220℃左右時，合金的熱塑性最好，因此G-3合金管材生產(chan) 主要采用熱擠壓工藝成型。坯料在擠壓筒中的熱變形是熱擠壓成型中的關(guan) 鍵技術，也是G-3合金管材生產(chan) 的瓶頸）

熱變形過程

在高溫奧氏體(ti) 區變形的金屬，隨著變形量的增大，加工硬化過程和高溫動態軟化過程(動態回複和動態再結晶)同時進行。

Ⅰ 加工硬化階段(0<ε<εc)

變形過程受力情況

當塑性變形小時，位錯密度不斷增加，變形抗力也不斷增加直到最大值。另一方麵，由於(yu) 材料在高溫下變形，變形中產(chan) 生的位錯能夠在熱加工過程中通過交滑移和攀移等方式運動，使部分位錯消失，部分重新排列，造成奧氏體(ti) 的回複。由於(yu) 位錯的增值速度相對來說與(yu) 變形量無關(guan) ，而位錯的消失速度則與(yu) 位錯密度值有關(guan) 。因此當變形量逐漸增大時，位錯密度也增大，位錯消失速度也增大，反映在真應力—真應變曲線上隨著變形量增大加工硬化速度減慢，但是總的趨向在第一階段還是超過動態軟化，因此隨著變形量增加變形應力不斷增加。

Ⅱ 開始再結晶階段(εc<ε<εs)

在第一階段動態軟化抵消不了加工硬化，隨著變形量的增加金屬內(nei) 部畸變能不斷升高，達到一定程度後在奧氏體(ti) 中將發生動態再結晶。通過大角度晶界的移動，位錯大量消失，位錯原來集聚的地方形成新的晶粒。隨著變形的繼續進行，在熱加工過程中不斷形成再結晶核心並繼續成長直到完成一輪再結晶，變形應力降到值。發生動態再結晶需要一個(ge) 的變形量，稱為(wei) 動態再結晶的臨(lin) 界變形量，以εc表示，εc幾乎與(yu) 真應力—真應變曲線上峰值應力所對應的應變量εp相等，一般εc≈0.8-0.9εp。

Ⅲ 穩定變形階段(ε>εs)

動態再結晶發生後，隨著變形的繼續，一方麵再結晶繼續發展，使金屬軟化；另一方麵已發生動態再結晶的晶粒又承受新的變形，產(chan) 生加工硬化。這兩(liang) 個(ge) 過程同時進行，達到平衡時，流變應力近似不變，使真應力—真應變曲線近似水平。這種情況稱為(wei) 連續動態再結晶如。如果變形溫度較高，變形速率較小，則第三階段的真應力—真應變曲線可能出現波浪式變化，稱為(wei) 間斷動態再結晶。

元素組成

G3元素組成

G3鎳基耐蝕合金以抗液體(ti) 介質(室溫，有時也可高於(yu) 室溫)腐蝕能力為(wei) 其主要性能。含鎳量一般不超過70%，主要添加Cu,Cr,Mo,Fe,W等，以適應各種不同化學性質的工作介質。其主要合金化原理如下：

鎳：基體(ti) 元素，具有非常好的延展性，麵心立方結構，結構穩定，能夠容納大量的合金元素。對堿溶液有的抵抗能力。

鋁：作為(wei) 脫氧劑，冶煉時去除熔化金屬的氧。

碳：有害元素，會(hui) 導致碳化物的形成，造成晶界敏化，降低腐蝕性能。

鉻：主要的合金元素，增強對氧化性溶液(如硝酸，鉻酸)的抵抗能力，同時增強對局部腐蝕的抵抗能力(如點蝕、縫隙腐蝕)。

銅：增強對非氧化性溶液的抵抗能力(如鹽酸、稀硫酸)。

鐵：在滿足使用性能的情況下用來降低成本，但是使用鐵質模具和廢料來生產(chan) 就不可避免包含一些鐵的成分。

鎢和鉬：增強對氧化性溶液的抵抗能力(如鹽酸、稀硫酸)，增強對局部腐蝕的抵抗能力。

铌和釩：原來用於(yu) 固定碳元素。

矽：有害元素，原材料冶煉中帶過來，要盡可能的降低，矽

會(hui) 穩定碳化物和金屬間化合物，如σ相、μ相。