HASTELLOY® G-30® 合金
主な特徴
“湿式”リ ン酸中での30年の実証された性能
HASTELLOY® G-30® 合金 (UNS # N06030) は、”湿式”リン酸(P2O5)に対して高い耐性を持つ
ニッケル-クロム-鉄材料です。P2O5は、農業化学肥料の主なリン源であり、最も重要な工業化学
物質の一つです。G-30®合金は、また、P2O5を濃縮するために使用される蒸発器内の堆積物の下
で問題となる塩化物誘発局部腐食に対して適度な耐性もあります。さらに、G-30®合金は、ステン
レス鋼よりも塩化物誘発応力腐食割れを起こし難くなっています。
クロム含有量が高いため、G-30®合金は、硝酸などの他の酸化性酸や硝酸を含む混合物に対し
ても非常に高い耐性があります。この合金は、モリブデンおよび銅を相当な量含有しているため、
塩酸および硫酸などの還元性酸に対して適度な耐性があります。
HASTELLOY® G-30®合金は、厚板、薄板、帯板、ビレット、棒、ワイヤ、パイプ、チューブおよび被
覆アーク溶接棒の形で入手できます。用途には、P2O5蒸発器のチューブおよび 硝酸ベースの金
属酸洗い設備などがあります。
*この合金に関して技術的なご質問がある場合は、当社の技術支援チームにご連絡ください。
標準組成
重量 % | |
ニッケル:Ni | Balance |
クロム:Cr | 30 |
鉄:Fe | 15 |
モリブデン:Mo | 5.5 |
タングステン:W | 2.5 |
銅:Cu | 2 |
ニオブ:Nb | 0.8 |
コバルト:Co | 5 max. |
マンガン:Mn | 1.5 max. |
ケイ素:Si | 0.8 max. |
炭素:C | 0.03 max. |
”湿式”リン酸に対する耐性
“湿式” リン酸 (P2O5) は、リン鉱石を硫酸と反応させて作られます。製造された状態では多くの不
純物を含み、他の主要な反応生成物である硫酸カルシウムから分離するのにすすぎ水が大
量に必要であるため、P2O5の濃度は僅か約30%です。典型的な不純物には、未反応の硫酸、
種々の金属イオン、フッ化物イオン、および塩化物イオンなどがあります。フッ化物イオンは金属
イオンと錯体を形成する傾向があり、したがって、”湿式”リン酸と金属材料との間の電気化学反
応に大きな影響を及ぼす塩化物イオンよりも問題は少なくなります。粒状物質(例えば、ケイ素粒
子)が”湿式”リン酸中に存在する可能性もあります。
金属材料は主に濃縮プロセスで使用され、”湿式”リン酸は金属チューブを含む一連の蒸発ス
テップを通じて採取されます。典型的には、このプロセス中にP2O5の濃度は54%に上昇します。
リン酸の腐食性に対する濃度効果は、濃度が増加するにつれて不純物レベルが低下するという
事実によって幾分相殺されます。
以下の図は、G-30®合金を競合するステンレス鋼と比較したもので、(フロリダ州の製造者によっ
て供給された)3種類の濃度(36、48、54%)の”湿式”リン酸中の121℃(250℉)における試験に基
づいています。
等腐食線図
ここに示す等腐食図の各々は、異なる酸濃度および温度で得られた多数の腐食速度値を用い
て作成されたものです。青の線は、試薬グレードの酸を用いた実験室試験に基づいて、予想腐
食速度が 0.1 mm/y (4 mil/年) となる酸濃度と温度の組み合わせを示しています。この線よりも
下では、腐食速度は 0.1 mm/y未満になると予想されます。同様に、赤の線は、予想腐食速度
が 0.5 mm/y (20 mil/年) となる酸濃度と温度の組み合わせを示しています。線よりも上では、予
想腐食速度は 0.5 mm/y を超えます。青と赤の線の間では、腐食速度は 0.1〜0.5 mm/y になる
と予想されます。
0.1 mm/y 腐食速度線の比較
HASTELLOY® G-30®合金の性能を他の材料の性能と比較するには、0.1 mm/y の腐食速度線
をプロットすると便利です。以下のグラフでは、G-30®合金の線を、塩酸および硫酸中における
625合金、254SMO合金、および 316Lステンレス鋼の線と比較しています。硫酸中では、G-30®
合金の線は625合金の線よりも僅かに高い位置にあることに注意してください。塩酸濃度上限の
20%では共沸混合物となるため、これ以上の濃度での腐食試験は信頼性が低下します。
選択腐食データ
塩酸
濃度 Wt.% | 50°F | 75°F | 100°F | 125°F | 150°F | 175°F | 200°F | 225°F | 沸騰 |
10°C | 24°C | 38°C | 52°C | 66°C | 79°C | 93°C | 107°C | ||
1 | - | - | - | - | <0.01 | <0.01 | <0.01 | - | 0.01 |
1.5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
2 | - | - | - | <0.01 | <0.01 | - | - | - | 9.47 |
2.5 | - | - | - | <0.01 | 1.04 | 2.06 | 4.23 | - | 12.67 |
3 | - | - | <0.01 | <0.01 | - | - | - | - | - |
3.5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
4.5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
5 | - | <0.01 | 0.33 | 0.71 | 1.33 | 2.65 | 9.06 | - | - |
7.5 | <0.01 | 0.05 | - | - | - | - | - | - | - |
10 | 0.08 | 0.19 | 0.44 | 0.64 | 1.48 | 3.96 | 15.21 | - | - |
15 | 0.13 | 0.31 | 0.66 | 1.87 | 1.47 | - | 11.98 | - | - |
20 | - | 0.13 | 0.30 | 0.55 | 1.24 | - | 10.90 | - | - |
すべての腐食速度はミリメートル/年(mm/y)で示しています;mil(ミル:1000分の1インチ)/年に変換するには、0.0254で除算しま。
す。データは、腐食試験所の Job 446-82、168-89 および 66-96 からのものです。
すべての試験は、実験室条件下で試薬グレードの酸を用いて行われました;工業的利用に先立って、フィールドテストを実施することを推奨します。
硫酸
濃度 Wt.% | 75°F | 100°F | 125°F | 150°F | 175°F | 200°F | 225°F | 250°F | 275°F | 300°F | 350°F | 沸騰 |
24°C | 38°C | 52°C | 66°C | 79°C | 93°C | 107°C | 121°C | 135°C | 149°C | 177°C | ||
1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
5 | - | - | - | - | <0.01 | <0.01 | - | - | - | - | - | 0.47 |
10 | - | - | - | - | <0.01 | <0.01 | - | - | - | - | - | 0.78 |
20 | - | - | - | - | <0.01 | 0.36 | - | - | - | - | - | 1.35 |
30 | - | - | - | - | 0.01 | 0.55 | - | - | - | - | - | 1.53 |
40 | - | - | - | 0.02 | 0.05 | 0.54 | - | - | - | - | - | 1.95 |
50 | - | <0.01 | <0.01 | 0.01 | 0.26 | 0.56 | 0.93 | - | - | - | - | 3.68 |
60 | - | - | <0.01 | 0.09 | 0.27 | 0.73 | 1.07 | - | - | - | - | 8.46 |
70 | - | <0.01 | 0.01 | 0.11 | 0.36 | 0.98 | 1.38 | - | - | - | - | - |
80 | - | - | 0.31 | 1.13 | 2.62 | 4.52 | 4.70 | - | - | - | - | - |
90 | - | <0.01 | 0.67 | 2.01 | 3.25 | 6.55 | 6.25 | - | - | - | - | - |
96 | - | - | 0.45 | 1.86 | 2.04 | 1.86 | 1.52 | - | - | - | - | - |
すべての腐食速度はミリメートル/年(mm/y)で示しています;mil(ミル:1000分の1インチ)/年に変換するには、0.0254で除算しま。
す。データは、腐食試験所の Job 449-82 からのものです。
すべての試験は、実験室条件下で試薬グレードの酸を用いて行われました;工業的利用に先立って、フィールドテストを実施することを推奨します。
選択腐食データ (試薬グレード溶液、mm/y)
化学物質 | 濃度 wt.% | 100°F | 125°F | 150°F | 175°F | 200°F | 沸騰 |
38°C | 52°C | 66°C | 79°C | 93°C | |||
酢酸 | 99 | - | - | - | - | - | 0.03 |
クロム酸 | 5 | - | - | 0.02 | - | - | 0.40 |
10 | - | - | 0.14 | - | - | 1.23 | |
ギ酸 | 88 | - | - | - | - | - | 0.05 |
塩酸 | 1 | - | - | <0.01 | <0.01 | <0.01 | 0.01 |
2 | - | <0.01 | <0.01 | - | - | 9.47 | |
2.5 | - | <0.01 | 1.04 | 2.06 | 4.23 | - | |
3 | <0.01 | <0.01 | - | - | - | - | |
5 | 0.33 | 0.71 | 1.33 | 2.65 | - | - | |
10 | 0.44 | 0.64 | 1.48 | 3.96 | - | - | |
15 | 0.66 | 1.87 | 1.47 | - | - | - | |
20 | 0.30 | 0.55 | 1.24 | - | - | - | |
硝酸 | 50 | - | - | - | - | - | 0.08 |
60 | - | - | - | - | - | 0.14 | |
65 | - | - | - | - | - | 0.16 | |
リン酸 | 50 | - | - | - | - | <0.01 | 0.01 |
60 | - | - | - | - | - | 0.14 | |
70 | - | - | - | - | 0.01 | 0.35 | |
80 | - | - | - | - | - | 0.61 | |
85 | - | - | - | - | - | 0.84 | |
硫酸 | 10 | - | - | - | <0.01 | <0.01 | 0.78 |
20 | - | - | - | <0.01 | 0.36 | 1.35 | |
30 | - | - | - | 0.01 | 0.55 | 1.53 | |
40 | - | - | 0.02 | 0.05 | 0.54 | 1.95 | |
50 | <0.01 | <0.01 | 0.01 | 0.26 | 0.56 | - | |
60 | - | <0.01 | 0.09 | 0.27 | 0.73 | - | |
70 | <0.01 | 0.01 | 0.11 | 0.36 | 0.98 | - | |
80 | - | 0.31 | 1.13 | 2.62 | 4.52 | - | |
90 | <0.01 | 0.67 | 2.01 | 3.25 | 6.55 | - | |
96 | - | 0.45 | 1.86 | 2.04 | 1.86 | - |
耐孔食および隙間腐食性
(24時間保持試験によって)ニッケル合金の耐孔食および隙間腐食性を比較するために、様々な
塩化物含有環境、特に Green Death 溶液(11.5% H2SO4 + 1.2% HCl + 1% FeCl3 + 1% CuCl2) およ
び Yellow Death 溶液(4% NaCl + 0.1% Fe2(SO4)3 + 0.021mol HCl)を使用しました。Green Death 溶
液中で、G-30®合金で孔食が観察された最低温度は55℃で、隙間腐食が観察された最低温度は
45℃です。Yellow Death 溶液中では、それぞれの温度は55℃および25℃です。
耐応力腐食割れ性
壊的な腐食に対する材料の耐性を評価するための一般的な方法は、典型的にはU字型に曲げて
応力をかけたサンプルを沸騰45%塩化マグネシウムに浸けることです(ASTM規格 G36)。以下の
結果から明らかなように、G-30®合金は、比較対象のオーステナイト系ステンレス鋼よりも、この
形態の腐食に対してはるかに耐性があります。
合金 | 割れが発生するまでの時間 |
316L | 2 h |
254SMO | 24 h |
28 | 36 h |
31 | 36 h |
G-30® | 168 h |
溶接部の耐食性
化学物質 | 濃度 | 温度 | 腐食速度 | ||||
wt.% | F | °C | 溶接金属 | 鍛造母材金属 | |||
mpy | mm/y | mpy | mm/y | ||||
H2SO4 |
30 | 150 | 66 | <0.4 | <0.01 | <0.4 | <0.01 |
H2SO4 |
50 | 150 | 66 | 0.4 | 0.01 | 0.4 | 0.01 |
H2SO4 |
70 | 150 | 66 | 5.5 | 0.14 | 4.3 | 0.11 |
H2SO4 |
90 | 150 | 66 | 102.4 | 2.60 | 102.8 | 2.61 |
HCl | 5 | 100 | 38 | <0.4 | <0.01 | 13.0 | 0.33 |
HCl | 10 | 100 | 38 | 27.6 | 0.70 | 17.3 | 0.44 |
HCl | 15 | 100 | 38 | 25.2 | 0.64 | 26.0 | 0.66 |
HCl | 20 | 100 | 38 | 20.5 | 0.52 | 11.8 | 0.30 |
HNO3 |
70 | Boiling | 5.5 | 0.14 | 5.5 | 0.14 |
物理的特性
物理的特性 | 英国単位 | メートル単位 | ||
密度 | RT |
0.297 lb/in3 |
RT |
8.22 g/cm3 |
電気抵抗 | RT | 45.7 μohm.in | RT | 1.16 μohm.m |
200°F | 46.0 μohm.in | 100°C | 1.17 μohm.m | |
400°F | 46.9 μohm.in | 200°C | 1.19 μohm.m | |
600°F | 47.8 μohm.in | 300°C | 1.21 μohm.m | |
800°F | 48.5 μohm.in | 400°C | 1.23 μohm.m | |
熱伝導率 | 1000°F | 49.0 μohm.in | 500°C | 1.24 μohm.m |
- | - | 600°C | 1.25 μohm.m | |
RT |
69 btu.in/h.ft2.°F |
RT | 10 W/m.°C | |
200°F |
81 btu.in/h.ft2.°F |
100°C | 12 W/m.°C | |
400°F |
98 btu.in/h.ft2.°F |
200°C | 14 W/m.°C | |
600°F |
120 btu.in/h.ft2.°F |
300°C | 17 W/m.°C | |
800°F |
134 btu.in/h.ft2.°F |
400°C | 19 W/m.°C | |
1000°F |
141 btu.in/h.ft2.°F |
500°C | 20 W/m.°C | |
平均熱膨張係数 | - | - | 600°C | 21 W/m.°C |
86-200°F | 7.1 μin/in.°F | 30-100°C | 12.8 μm/m.°C | |
86-400°F | 7.7 μin/in.°F | 30-200°C | 13.8 μm/m.°C | |
86-600°F | 8.0 μin/in.°F | 30-300°C | 14.3 μm/m.°C | |
86-800°F | 8.3 μin/in.°F | 30-400°C | 14.8 μm/m.°C | |
86-1000°F | 8.6 μin/in.°F | 30-500°C | 15.3 μm/m.°C | |
86-1200°F | 8.9 μin/in.°F | 30-600°C | 15.8 μm/m.°C | |
動弾性率 | RT |
29.3 x 106psi |
RT | 202 GPa |
400°F |
28.4 x 106psi |
200°C | 196 GPa | |
600°F |
28.2 x 106psi |
300°C | 195 GPa | |
800°F |
27.8 x 106psi |
400°C | 192 GPa | |
1000°F |
26.7 x 106psi |
500°C | 187 GPa |
RT= 室温
衝撃強さ
試験温度 | 衝撃強さ | ||
°F | °C | ft-lbf | J |
RT | RT | 326 | 442 |
-320 | -196 | 389 | 527 |
衝撃強さは、ミルアニールしたプレート(厚板)を機械加工して作ったシャルピー V-ノッチ試験片
を用いて取得しました。
引張強度および伸び
形態 | 板厚/丸棒直径 | 試験温度 | 0.2% 耐力 | 極限引張強さ | 伸び | ||||
in | mm | °F | °C | ksi | MPa | ksi | MPa | % | |
薄板 | 0.028 | 0.71 | RT | RT | 47 | 324 | 100 | 689 | 56 |
薄板 | 0.125 | 3.2 | RT | RT | 51 | 352 | 100 | 689 | 56 |
厚板 | 0.250 | 6.4 | RT | RT | 46 | 317 | 98 | 676 | 55 |
厚板 | 0.375 | 9.5 | RT | RT | 45 | 310 | 100 | 689 | 65 |
厚板 | 0.500 | 12.7 | RT | RT | 46 | 317 | 100 | 689 | 64 |
厚板 | 0.750 | 19.1 | RT | RT | 47 | 324 | 98 | 676 | 65 |
厚板 | 1.250 | 31.8 | RT | RT | 45 | 310 | 99 | 683 | 60 |
丸棒 | 1.000 | 25.4 | RT | RT | 46 | 317 | 100 | 689 | 60 |
厚板 & 丸棒* | 様々 | 200 | 93 | 42 | 290 | 95 | 655 | 54 | |
厚板 & 丸棒* | 様々 | 400 | 204 | 36 | 248 | 88 | 607 | 59 | |
厚板 & 丸棒* | 様々 | 600 | 316 | 33 | 228 | 83 | 572 | 59 | |
厚板 & 丸棒* | 様々 | 800 | 427 | 31 | 214 | 80 | 552 | 60 | |
厚板 & 丸棒* | 様々 | 1000 | 538 | 29 | 200 | 76 | 524 | 62 |
*板厚/直径が 6.4 ~ 31.8 mm の11の厚板および丸棒製品の結果の平均
RT= 室温
硬度
形態 | 硬さ, HRBW | 典型的な ASTM 結晶粒度 |
薄板 | 81 | 1.5 - 4 |
厚板 | 80 | 0 - 3 |
丸棒 | 78 | 0 - 2 |
試料は、全て溶体化処理した状態で試験。
HRBW = ロックウェル硬さ “B”, タングステンカーバイドボール圧子。
溶接および加工
は、30分一杯必要です)。HASTELLOY® G-30®合金の熱処理に関するもっと詳細な情報は、”溶接および加工”のパンフレットに記載されています。HASTELLOY® G-30®合金は熱間鍛造、熱間圧延、熱間据え込み鍛造、熱間押出し、および熱間成形することができます。しかしながら、オーステナイト系ステンレス鋼に比べてひずみやひずみ速度に対してより敏感であり、熱間加工温度範囲が非常に狭くなっています。たとえば、熱間鍛造の推奨開始温度は1149(2100℉)で、推奨最終温度は927℃(1700℉)です。”溶接および加
工”のパンフレットに記載しているように、適度な板厚減少と頻繁な再加熱が最良の結果をもたらします。また、このパンフレットでは、HASTELLOY®合金の冷間成形、スピニング加工、ドロップハンマ、打ち抜き、およびせん断のガイドラインも提供しています。G-30®合金は、ほとんどのオーステナイト系ステンレス鋼よりも剛性が高く、冷間成形時にはより多くのエネルギが必要です。また、G-30®合金は、ほとんどのオーステナイト系ステンレス鋼よりも容易に加工硬化し、中間アニールを伴った数段階の冷間加工が必要になる場合があります。
冷間加工は、通常、HASTELLOY® G-30®合金の耐全面腐食性、および耐塩化物誘発孔食および隙間腐食性に影響しませんが、耐応力腐食割れ性に影響する可能性があります。したがって、最適な耐食性を得るためには、(7%以上の外面の繊維伸びをした)冷間加工部品は、再アニールすることが重要です。
適合規格および基準
規格
HASTELLOY® G-30® 合金 (N06030, W86030) | |
薄板、厚板および帯板 | SB 582/B 582P= 45 |
ビレット、ロッドおよび棒 | SB 581/B 581B 472P= 45 |
被覆アーク溶接棒 | SFA 5.11/ A 5.11 (ENiCrMo-11)F= 45 |
裸溶接棒およびワイヤ | SFA 5.14/ A 5.14 (ERNiCrMo-11)F= 45 |
継ぎ目なしパイプおよびチューブ | SB 622/B 622P= 45 |
溶接パイプおよびチューブ | SB 619/B 619SB 626/B 626P= 45 |
継手類 | SB 366/B 366SB 462/B 462P= 45 |
鍛造材 | SB 462/B 462P= 45 |
DIN | No. 2.4603 NiCr30FeMo |
TÜV | - |
その他 | NACE MR0175ISO 15156 |
基準
HASTELLOY® G-30® 合金 (N06030, W86030) | |||
ASME | Section l | - | |
Section lll | Class 1 | ||
Class 2 | |||
Class 3 | |||
Section Vlll | Div. 1 | ||
Div. 2 | |||
Section Xll |
650°F (343°C)1 |
||
B16.5 |
800°F (427°C)2 |
||
B16.34 |
800°F (427°C)3 |
||
B31.1 | - | ||
B31.3 | - | ||
VdTÜV (doc #) | - |
1承認された材料形態: 厚板、薄板、棒、鍛造材、継手類、溶接パイプ/チューブ、継ぎ目なしパイプ/チューブ
2承認された材料形態: 厚板、薄板、棒、鍛造材、継手類、溶接パイプ/チューブ、継ぎ目なしパイプ/チューブ、ボルト類
3承認された材料形態: ボルト類
4承認された材料形態: 厚板、薄板、棒、継手類、溶接パイプ/チューブ、継ぎ目なしパイプ/チューブ、ボルト類
5承認された材料形態: 厚板、鍛造材、継手類
6承認された材料形態: 厚板、棒、鍛造材、継ぎ目なしパイプ/チューブ
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