哈氏合金HastelloyG3概述：
HastelloyG3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*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(diǎn)蝕、縫隙腐蝕）的能力。合金中由于含有較高的Fe，相對(duì)于其它鎳基耐蝕合金具有成本低的特點(diǎn)。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選材。
哈氏合金HastelloyG3的品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)：
1、品種分類：可供應(yīng)各種規(guī)格的無縫管、焊管、板材、棒材、鍛件、圓環(huán)、絲材及配套焊材。
2、交貨狀態(tài)：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(tài)、表面磨光或車光；帶材經(jīng)冷軋、固溶軟態(tài)、去氧化皮交貨；絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細(xì)磨光狀態(tài)交貨。
哈氏合金HastelloyG3化學(xué)成分：見表1-1。
表1-1 %
C≤ Si≤ Mn≤ P≤ S≤ Cr≥ Ni≥ Mo≥ Cu≤
0.015 0.40 0.80 0.035 0.030 21.0-23.0 44.0 6.0-8.0 1.50-2.50
其他 N≤ Al≤ Ti≤ Fe≤ Co≤ V≤ W≤ Nb≤
- - - 18.0-21.0 5.00 - 1.50 -
哈氏合金HastelloyG3生產(chǎn)工藝：
HastelloyG3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(shí)，合金的熱塑性，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。
哈氏合金HastelloyG3的發(fā)展史及主要特性：
HastelloyG3合金是一種性能*的鎳基耐蝕合金。冷加工強(qiáng)化型的鎳基耐蝕合金中，Hastelloy G3合金的耐蝕性能優(yōu)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(huán)境中，仍表現(xiàn)出良好的耐腐蝕性能。
此外， G-3合金晶粒尺寸大小對(duì)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(yīng)力腐蝕開裂和晶間腐蝕的影響。慢應(yīng)變速率腐蝕試驗(yàn)結(jié)果表明，G-3合金斷面收縮率和延伸率均大于92%，且不出現(xiàn)二次裂紋，G-3合金表現(xiàn)出良好的抗應(yīng)力腐蝕開裂能力。當(dāng)晶粒度從6-7.5級(jí)變化到4-5.5級(jí)時(shí)，對(duì)其抗應(yīng)力腐蝕開裂的影響很小。晶間腐蝕試驗(yàn)表明，G-3合金的腐蝕速率大約為0.27～0.36 mm/a，明顯低于化工過程大容許腐蝕速率(0.61 mm/a)，晶粒度對(duì)晶間腐蝕的影響也很小， Thompson等采用循環(huán)動(dòng)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(diǎn)蝕行為。結(jié)果表明，G-3合金的點(diǎn)蝕電位為0.59 V，當(dāng)電位超過此值時(shí)，腐蝕電流迅速增大，耐腐蝕性能大大降低。
哈氏合金HastelloyG3的應(yīng)用領(lǐng)域：
G系列鎳基合金(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(duì)應(yīng)力腐蝕開裂具有很好的抵抗作用。
鉆采石油、天然氣時(shí)，除需要鉆探機(jī)械設(shè)備外，還需要管材，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(gè)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(rèn)為，超高強(qiáng)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(dāng)今和未來急需的高性能油井管。
*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(qiáng)度較高，同時(shí)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(qiáng)油。但是隨著埋藏很深的高酸性油氣田的逐漸發(fā)現(xiàn)和開采，開采環(huán)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(yīng)用于油井管中，G3合金是一種性能*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。合金中由于含有較高的Fe，相對(duì)于其它鎳基耐蝕合金具有成本低的特點(diǎn)。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選材。隨著酸性油氣田的逐步開發(fā)，鎳基合金油井管的需求量不斷上升。相關(guān)產(chǎn)品被國外少數(shù)廠家還沒有*掌握鎳基耐蝕合金管材的制造技術(shù)，這嚴(yán)重威脅了國家的能源安全。因此，國產(chǎn)化鎳基合金管材勢在必行。
哈氏合金G3是合金G的改進(jìn)型。該合金同樣具有優(yōu)良的抗腐蝕性，但是其抗HAz(熱影響區(qū))腐蝕的能力更強(qiáng)，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(dòng)力學(xué)行為。而其略高的鋁含量，提供了優(yōu)良的抗局部腐蝕能力。G3合金在幾乎所有的工業(yè)應(yīng)用中，至今已取代了G合金。同時(shí)，在許多需要抗局部腐蝕的應(yīng)用中也取代了825合金。常用的井下油管材質(zhì)是825、G3、G50、C276和028合金。根據(jù)川渝地區(qū)高酸性氣田的流體性質(zhì)，材質(zhì)必須滿足以下三個(gè)方面的要求：抗高溫、抗高壓、耐強(qiáng)腐蝕。
