 Hastelloy G3
材料牌號：Hastelloy G3哈氏合金
一、 Hastelloy G3哈氏合金概述：
Hastelloy G3哈氏合金是一種以鎳、鉻、鉬、鈷等元素組成的鎳基高溫合金，含鎳量約為44%。Hastelloy G3合金簡稱G3，是一種性能優越的鎳基耐蝕合金，屬于含Mo、Cu的Ni-Cr-Fe系，它具有優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、造紙、磷酸生產蒸汽發生器和熱交換器中。用該合金制成的油井管具有優異的抗H2S、CO2、Cl-腐蝕性能，是酸性氣田油井管的最佳選材。
二、 Hastelloy G3哈氏合金化學成分：見表1-1。
表1-1 %
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C≤ |
Si≤ |
Mn≤ |
P≤ |
S≤ |
Cr≥ |
Ni≥ |
Mo≥ |
Cu≤ |
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0.015 |
0.40 |
0.80 |
0.035 |
0.030 |
21.0-23.0 |
44.0 |
6.0-8.0 |
1.50-2.50 |
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其他 |
N≤ |
Al≤ |
Ti≤ |
Fe≤ |
Co≤ |
V≤ |
W≤ |
Nb≤ |
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- |
- |
- |
18.0-21.0 |
5.00 |
- |
1.50 |
- |
三、 Hastelloy G3哈氏合金生產工藝：
Hastelloy G3合金管材生產工藝：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鍵技術，也是G-3合金管材生產的瓶頸。
四、 Hastelloy G3哈氏合金的發展史及主要特性：
Hastelloy G3合金是一種性能優越的鎳基耐蝕合金。冷加工強化型的鎳基耐蝕合金中，Hastelloy G3合金的耐蝕性能優于825、028合金。Hastelloy G3合金在溫度220℃、pH=3.3、Cl離子濃度為15.175%、。H2S和CO：分壓均為2.1 MPa的腐蝕環境中，仍表現出良好的耐腐蝕性能。
此外， G-3合金晶粒尺寸大小對其在墨西哥灣模擬酸性溶液(25%NaC!+1.03 MPaH2S+1.03 MPa C02，溫度為218℃)中的耐應力腐蝕開裂和晶間腐蝕的影響。慢應變速率腐蝕試驗結果表明，G-3合金斷面收縮率和延伸率均大于92%，且不出現二次裂紋，G-3合金表現出良好的抗應力腐蝕開裂能力。當晶粒度從6-7.5級變化到4-5.5級時，對其抗應力腐蝕開裂的影響很小。晶間腐蝕試驗表明，G-3合金的腐蝕速率大約為0.27～0.36 mm/a，明顯低于化工過程最大容許腐蝕速率(0.61 mm/a)，晶粒度對晶間腐蝕的影響也很小， Thompson等采用循環動電位掃描法研究了G-3合金在C1離子濃度為100 g/L、溫度為50℃的酸性溶液中的點蝕行為。結果表明，G-3合金的點蝕電位為0.59 V，當電位超過此值時，腐蝕電流迅速增大，耐腐蝕性能大大降低。
五、 Hastelloy G3哈氏合金的應用領域：
G系列鎳基合金(G3、G30、G35)主要用于石化工業如油井管、濕法磷酸生產使用的蒸發器，核工業中核燃料再生設備、以及鋼廠酸洗設備等。C系列合金(C276、C22、C4)是使用量最大的一類耐蝕合金之一，在氧化或還原環境下都有很好的耐腐蝕性。因此廣泛應用于各種腐蝕環境復雜的地方，如核工業、制藥工業等。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，屬于核心部件，對應力腐蝕開裂具有很好的抵抗作用。
鉆采石油、天然氣時，除需要鉆探機械設備外，還需要專用管材，即鉆柱、套管、油管等，統稱為“油井管”。油氣工業用鋼總量中，油井管約占40%，是石油、天然氣開采中的一個重要組成部分。根據中國油氣開采環境的特殊性，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。
長期以來，中國油井管選材主要有13Cr、22Cr、25Cr、316不銹鋼等。這幾種不銹鋼強度較高，同時含有較高的Cr含量，在合金表面容易形成一層致密的cr2o3鈍化膜，能有效抵抗CO，的腐蝕，且隨著Cr含量的增加，抗CO2腐蝕的能力逐漸增強油。但是隨著埋藏很深的高酸性油氣田的逐漸發現和開采，開采環境中H2S，CO2，S，C1一含量很高，常用的不銹鋼管材已無法滿足開采需求。因此，高合金化的鎳基耐蝕合金(600、825、G-3、2550、050、625、C276)逐漸應用于油井管中，G3合金是一種性能優越的鎳基耐蝕合金，屬于含Mo、Cu的Ni-Cr-Fe系，它具有優良的抗氧化和大氣腐蝕及抗應力腐蝕開裂能力。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。用該合金制成的油井管具有優異的抗H2S、CO2、Cl腐蝕性能，是酸性氣田油井管的最佳選材。隨著酸性油氣田的逐步開發，鎳基合金油井管的需求量不斷上升。相關產品被國外少數廠家還沒有完全掌握鎳基耐蝕合金管材的制造技術，這嚴重威脅了國家的能源安全。因此，國產化鎳基合金管材勢在必行。
合金G3是合金G的改進型。該合金同樣具有優良的抗腐蝕性，但是其抗HAz(熱影響區)腐蝕的能力更強，并具有良好的焊接性。該合金較低的碳含量可以延緩碳化物的析出動力學行為。而其略高的鋁含量，提供了優良的抗局部腐蝕能力。G3合金在幾乎所有的工業應用中，至今已取代了G合金。同時，在許多需要抗局部腐蝕的應用中也取代了825合金。常用的井下油管材質是825、G3、G50、C276和028合金。根據川渝地區高酸性氣田的流體性質，材質必須滿足以下三個方面的要求：抗高溫、抗高壓、耐強腐蝕。
六、Hastelloy G3哈氏合金的品種規格與供應狀態：
1、品種分類：上海寶嶼特種合金可生產各種規格的無縫管、焊管、板材、棒材、鍛件、圓環、絲材及配套焊材。
2、交貨狀態：無縫管：固溶+酸白，長度可定尺；板材：固溶、酸洗、切邊；焊管：固溶酸白+RT%探傷，鍛件：退火+車光；棒材以鍛軋狀態、表面磨光或車光；帶材經冷軋、固溶軟態、去氧化皮交貨；絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細磨光狀態交貨。 |
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