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 ，屬于含Mo、Cu的Ni-Cr-Fe系，它具有優(yōu)良的抗氧化和大氣腐蝕及抗 應(yīng)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。合金中由于含有較高的Fe，相對于其它鎳基耐蝕合金具有成本低的特點。G3合金常用于煙氣脫硫系統(tǒng)、造紙、磷酸生產(chǎn) 蒸汽發(fā)生器 和熱交換器中。用該合金制成的油井管具有優(yōu)異的抗H2S、CO2、Cl-腐蝕性能，是酸性氣田油井管的最佳選材。世界范圍內(nèi)只有日本住友、美國SMC、德國V&M以及瑞典Sandvik能夠生產(chǎn)。

化學成分：

碳C：≤0.03 ，硅Si：≤0.80 ，

錳Mn：≤1.50 ，磷P：≤0.004 ，

硫 S：≤0.020 ，鎳Ni：余 ，

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(dǎo)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(yīng)用范圍：

G系列合金(G3、G30、G35)主要用于石化工業(yè)如油井管、濕法磷酸生產(chǎn)使用的蒸發(fā)器，核工業(yè)中核燃料再生設(shè)備、以及鋼廠酸洗設(shè)備等。C系列合金(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(huán)境下都有很好的耐腐蝕性。因此廣泛應(yīng)用于各種腐蝕環(huán)境復(fù)雜的地方，如核工業(yè)、制藥工業(yè)等。690合金是一種非常重要的核材料，是核電站核能發(fā)電蒸汽管的不可替代材料，屬于核心部件，對應(yīng)力腐蝕開裂具有很好的抵抗作用。

鉆采石油、天然氣時，除需要鉆探機械設(shè)備外，還需要專用管材，即鉆柱、套管、油管等，統(tǒng)稱為“油井管"。油氣工業(yè)用鋼總量中，油井管約占40%，是石油、天然氣開采中的一個重要組成部分。根據(jù)中國油氣開采環(huán)境的特殊性，專家認為，超高強度油套管、高抗擠套管、耐酸性環(huán)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(chǎn)工藝： G3合金管材生產(chǎn)工藝：1 熱軋成型 2熱擠壓成型 （ G3合金高溫塑性差，熱成型溫度范圍窄，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(chǎn)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(guān)鍵技術(shù)，也是G-3合金管材生產(chǎn)的瓶頸）

熱變形過程

在高溫奧氏體區(qū)變形的金屬，隨著變形量的增大，加工硬化過程和高溫動態(tài)軟化過程(動態(tài)回復(fù)和動態(tài)再結(jié)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。另一方面，由于材料在高溫下變形，變形中產(chǎn)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，造成奧氏體的回復(fù)。由于位錯的增值速度相對來說與變形量無關(guān)，而位錯的消失速度則與位錯密度值有關(guān)。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(yīng)力—真應(yīng)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(tài)軟化，因此隨著變形量增加變形應(yīng)力不斷增加。

Ⅱ 開始再結(jié)晶階段(εc<ε<εs)

在第一階段動態(tài)軟化抵消不了加工硬化，隨著變形量的增加金屬內(nèi)部畸變能不斷升高，達到一定程度后在奧氏體中將發(fā)生動態(tài)再結(jié)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(xù)進行，在熱加工過程中不斷形成再結(jié)晶核心并繼續(xù)成長直到完成一輪再結(jié)晶，變形應(yīng)力降到值。發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶需要一個的變形量，稱為動態(tài)再結(jié)晶的臨界變形量，以εc表示，εc幾乎與真應(yīng)力—真應(yīng)變曲線上峰值應(yīng)力所對應(yīng)的應(yīng)變量εp相等，一般εc≈0.8-0.9εp。

Ⅲ 穩(wěn)定變形階段(ε>εs)

動態(tài)再結(jié)晶發(fā)生后，隨著變形的繼續(xù)，一方面再結(jié)晶繼續(xù)發(fā)展，使金屬軟化；另一方面已發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶的晶粒又承受新的變形，產(chǎn)生加工硬化。這兩個過程同時進行，達到平衡時，流變應(yīng)力近似不變，使真應(yīng)力—真應(yīng)變曲線近似水平。這種情況稱為連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶如。如果變形溫度較高，變形速率較小，則第三階段的真應(yīng)力—真應(yīng)變曲線可能出現(xiàn)波浪式變化，稱為間斷動態(tài)再結(jié)晶。

元素組成

G3元素組成

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

鎳：基體元素，具有非常好的延展性，面心立方結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能夠容納大量的合金元素。對堿溶液有的抵抗能力。

鋁：作為脫氧劑，冶煉時去除熔化金屬的氧。

碳：有害元素，會導(dǎo)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(zhì)模具和廢料來生產(chǎn)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。

鈮和釩：原來用于固定碳元素。

硅：有害元素，原材料冶煉中帶過來，要盡可能的降低，硅

會穩(wěn)定碳化物和金屬間化合物，如σ相、μ相。