HastelloyG3

hastelloyG3特性及应用领域概述：

Hastelloy G3合金简称G3，是一种性能优越的镍基耐蚀合金，属于含Mo、Cu的Ni-Cr-Fe系，它具有优良的抗氧化和大气腐蚀及抗应力腐蚀开裂能力，而且具有较高的抗局部腐蚀（点蚀、缝隙腐蚀）的能力。合金中由于含有较高的Fe，相对于其它镍基耐蚀合金具有成本低的特点。G3合金常用于烟气脱硫系统、造纸、磷酸生产蒸汽发生器和热交换器中。用该合金制成的油井管具有优异的抗H2S、CO2、Cl-腐蚀性能，是酸性气田油井管的最佳选材。目前，世界范围内只有日本住友、美国SMC、德国V&M以及瑞典Sandvik能够生产。

hastelloyG3工艺性能与要求：

热变形过程

在高温奥氏体区变形的金属，随着变形量的增大，加工硬化过程和高温动态软化过程(动态回复和动态再结晶)同时进行。

Ⅰ 加工硬化阶段(0<ε<εc)

当塑性变形小时，位错密度不断增加，变形抗力也不断增加直到最大值。另一方面，由于材料在高温下变

变形过程受力情况

形，变形中产生的位错能够在热加工过程中通过交滑移和攀移等方式运动，使部分位错消失，部分重新排列，造成奥氏体的回复。由于位错的增值速度相对来说与变形量无关，而位错的消失速度则与位错密度值有关。因此当变形量逐渐增大时，位错密度也增大，位错消失速度也增大，反映在真应力—真应变曲线上随着变形量增大加工硬化速度减慢，但是总的趋向在第一阶段还是超过动态软化，因此随着变形量增加变形应力不断增加。

Ⅱ 开始再结晶阶段(εc<ε<εs)

在第一阶段动态软化抵消不了加工硬化，随着变形量的增加金属内部畸变能不断升高，达到一定程度后在奥氏体中将发生动态再结晶。通过大角度晶界的移动，位错大量消失，位错原来集聚的地方形成新的晶粒。随着变形的继续进行，在热加工过程中不断形成再结晶核心并继续成长直到完成一轮再结晶，变形应力降到最低值。发生动态再结晶需要一个最低的变形量，称为动态再结晶的临界变形量，以εc表示，εc几乎与真应力—真应变曲线上峰值应力所对应的应变量εp相等，一般εc≈0.8-0.9εp。

Ⅲ 稳定变形阶段(ε>εs)

动态再结晶发生后，随着变形的继续，一方面再结晶继续发展，使金属软化；另一方面已发生动态再结晶的晶粒又承受新的变形，产生加工硬化。这两个过程同时进行，达到平衡时，流变应力近似不变，使真应力—真应变曲线近似水平。这种情况称为连续动态再结晶如。如果变形温度较高，变形速率较小，则第三阶段的真应力—真应变曲线可能出现波浪式变化，称为间断动态再结晶。

热变形机制

(1)动态回复

动态回复常常发生在一些层错能较高的金属的热塑性变形过程中，如铝及铝合金，工业纯铁、铁素体钢以及锌、镁、锡等金属。这类金属在热塑性变形时，其位错的交滑移和攀移比较容易进行，因此一般认为动态回复是这类材料热加工过程中唯一的软化机制，即使在远远高于静态再结晶温度下进行热加工，通常也只有动态回复而不发生动态再结晶。动态回复过程中发生的组织演化主要是点缺陷、位错的消除和重排以及亚晶的形成。动态回复的发生降低了变形畸变能，减小了动态再结晶发生的驱动力，动态再结晶过程受到一定抑制或根本不发生。

当热变形以动态回复机制进行时，其组织主要呈现以下特征：原始晶粒沿变形方向被拉长，亚晶呈等轴性并且亚晶内位错密度很低；其真应力-真应变曲线是一个逐渐增大直至达到一稳态流变阶段的曲线，没有峰值应力。动态回复机制发生的温度一般在0.4-0.6Tm。动态回复后的金属位错密度高于相应的冷变形后静态回复的密度。

应用范围

G系列合金(G3、G30、G35)主要用于石化工业如油井管、湿法磷酸生产使用的蒸发器，核工业中核燃料再生设备、以及钢厂酸洗设备等。C系列合金(C276、C22、C4)是使用量最大的一类耐蚀合金之一，在氧化或还原环境下都有很好的耐腐蚀性。因此广泛应用于各种腐蚀环境复杂的地方，如核工业、制药工业等。690合金是一种非常重要的核材料，是核电站核能发电蒸汽管的不可替代材料，属于核心部件，对应力腐蚀开裂具有很好的抵抗作用。