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NS 142 (Incoloy 825)

 （0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti ）、NS 142、Incoloy 825合(he)金 是一種用鈦穩定化的Ni-Fe-Cr-Mo-Cu耐蝕合金。國外稱作 Incoloy 825,也稱作 Ni-O-nel 825或 Ni-O-nel合金。中國國標牌號為GB NS 142。此合金具有良好的耐全面腐蝕和局部腐蝕性能且工藝性能良好，因此，在化學、能源、石油化工、濕法冶金工業中得到了廣泛應用。

一(yi)、化學成分和組織特點

 合金(jin)的(de)(de)化(hua)(hua)學成(cheng)(cheng)分列(lie)于表2-4-66。合金(jin)成(cheng)(cheng)分中的(de)(de)鎳當(dang)量(liang)和鉻當(dang)量(liang)的(de)(de)平衡關(guan)系，決定了此合金(jin)在(zai)(zai)固溶(rong)條(tiao)件下為純奧氏體(ti)組織。但(dan)在(zai)(zai)中溫時效時，會在(zai)(zai)奧氏體(ti)基體(ti)和晶間(jian)上(shang)析出碳化(hua)(hua)物(wu)和金(jin)屬間(jian)化(hua)(hua)合物(wu)，這些沉(chen)淀相會危害合金(jin)的(de)(de)力學性能(neng)和耐蝕性能(neng)。

二、耐腐蝕性能

  1. 全面腐蝕

    ①. 大氣 

        此合金耐(nai)鄉村、工(gong)業和海(hai)洋環境的(de)大氣(qi)(qi)腐蝕(shi)，但在含(han)氯化(hua)物高的(de)大氣(qi)(qi)中，尤其(qi)是在潮濕的(de)大氣(qi)(qi)中，此合金會產生(sheng)很淺的(de)點蝕(shi)，見表2-4-67。

   ②. 淡水(shui)

    0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金耐淡水腐蝕，包括腐蝕性最強的含游離的CO₂、鐵的化合物和氯化物、自然水以及含雜質的各種工業冷卻水，其腐蝕速度通常低于0.0025mm/a.

   ③. 海水 

    表2-4-68給出了(le)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在各種海(hai)水中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)耐蝕(shi)性。此合金在高速(su)海(hai)水中(zhong)(zhong)(zhong)耐蝕(shi)，在靜(jing)止和低速(su)海(hai)水中(zhong)(zhong)(zhong)或有污(wu)染的(de)海(hai)水條件下會產生(sheng)一定的(de)腐蝕(shi)。

   ④. 硫酸(suan)

    在硫酸中，此合金的耐蝕性大體相當于0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2，但使用溫度稍低。圖2-4-45和圖2-4-46以及表2-4-69給出了此合金在通氣純硫酸中的腐蝕試驗結果。在不通氣的純硫酸中，基于大量的實驗室和工廠設備運行經驗的統計規律，0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在50℃以下的所有濃度的酸中的腐蝕速率小于0.15mm/a,具有可靠的耐蝕性；在沸騰溫度，濃度小于40%的硫酸中的腐蝕速率為0.5mm/a,屬于耐蝕范圍；在60%和80%的H₂SO₄中，只能用于65℃以下。在65℃充空氣的硫酸中，當濃度小于20%時，隨濃度的增加對合金的耐蝕性無明顯影響，在40%以上的硫酸中，隨濃度的提高合金的腐蝕加劇，見表2-4-70。

    硫酸在實際應用中，常含有各種雜質，除氯化物雜質外，所含的HNO₃、Fe₂(SO4)₃、CuSO₄、硝酸鹽、過硫酸鹽、高錳酸鹽等均可促進合金鈍化從而減少腐蝕，在此種環境中合金的使用溫度較在純H₂SO₄中可相應提高，見表2-4-71。而氯化物雜質，因其形成HCl將急劇加速合金的腐蝕。

  ⑤. 磷酸(suan)

    在試劑級磷酸中，此合金在低于85%的H₃PO₄中，直到沸騰溫度都是耐蝕的，見圖2-4-47和表2-4-72。表2-4-73為此合金在濕法磷酸工廠中的現場試驗數據，在含F-和其他雜質的料漿中0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti亦具有較好的耐蝕性，但不如前述高鉻的Ni-Fe-Cr-Mo-Cu合金。

   ⑥. 鹽酸 

   表(biao)2-4-74列出了(le)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合(he)金在不同(tong)濃度(du)鹽酸(suan)中的(de)實驗室(shi)結果。此合(he)金僅(jin)在室(shi)溫的(de)稀酸(suan)溶液中可以使用。實驗表(biao)明，充氣(qi)加速(su)了(le)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在鹽酸(suan)中的(de)腐蝕(shi)，例如在5mol/L HCl、室(shi)溫、N2飽和的(de)條件下的(de)腐蝕(shi)速(su)率（72h)僅(jin)為0.006mm/a,而在用空(kong)氣(qi)飽和的(de)酸(suan)中卻為0.53mm/a,耐(nai)蝕(shi)性(xing)迅速(su)下降。

   ⑦. 氫(qing)氟酸和氟硅酸

  此合(he)金在(zai)氫氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)中(zhong)耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)不佳(jia)，僅(jin)在(zai)少(shao)數(shu)條(tiao)件下具有(you)中(zhong)等耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)，一(yi)般(ban)不推薦在(zai)純氫氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)中(zhong)使用。氟(fu)(fu)(fu)硅酸(suan)(suan)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)較氫氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)輕，在(zai)含有(you)雜質的(de)氟(fu)(fu)(fu)硅酸(suan)(suan)中(zhong)，此合(he)金耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)良好，可以用到(dao)60℃。0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在(zai)氫氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)、氟(fu)(fu)(fu)硅酸(suan)(suan)及含氫氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)介質中(zhong)的(de)耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)見表2-4-75。

   ⑧. 亞硫酸

   0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti耐濕SO₂和亞硫酸溶液的腐蝕，適用范圍很廣，尤其是在含有H₂SO₄的亞硫酸溶液中，此合金的耐蝕性優于含有相同鉻、鉬而不含銅的合金。在亞硫酸和含亞硫酸的介質中的腐蝕數據見表2-4-76。

   ⑨. 硝酸

   0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合(he)(he)金(jin)在沸騰溫(wen)度的(de)所有濃(nong)度的(de)硝(xiao)酸(suan)中(zhong)（包(bao)括66%HNO3)具(ju)有良(liang)好的(de)耐(nai)蝕(shi)性。在稀(xi)硝(xiao)酸(suan)中(zhong)可以使用(yong)到沸點以上的(de)溫(wen)度，在室溫(wen)發煙硝(xiao)酸(suan)和70℃加緩蝕(shi)劑的(de)發煙硝(xiao)酸(suan)中(zhong)，也呈現出較好的(de)耐(nai)蝕(shi)性。此(ci)合(he)(he)金(jin)的(de)耐(nai)硝(xiao)酸(suan)腐蝕(shi)性能(neng)見表(biao)2-4-77和表(biao)2-4-78及圖2-4-48。鑒于通(tong)常的(de)18-8C-Ni不(bu)銹鋼具(ju)有良(liang)好的(de)耐(nai)硝(xiao)酸(suan)腐蝕(shi)性能(neng)，在純HNO3中(zhong)不(bu)采用(yong)此(ci)合(he)(he)金(jin)。在含有各種雜質和添加物的(de)HNO3中(zhong)，OC-21N42M03Cu2Ti呈現出良(liang)好的(de)耐(nai)蝕(shi)性，優于Cr-Ni奧氏體不(bu)銹鋼，常被采用(yong)，見表(biao)2-4-79。

   ⑩. 有(you)機酸(suan)和化(hua)合物(wu)

   在(zai)(zai)有(you)機酸和化合物(wu)中(zhong)，此合金表現(xian)出高度的(de)耐蝕(shi)性，可(ke)以(yi)在(zai)(zai)很寬的(de)溫(wen)度范(fan)圍內應用。在(zai)(zai)沸騰溫(wen)度時，除在(zai)(zai)10%草(cao)酸中(zhong)外，在(zai)(zai)大多數10%的(de)有(you)機酸中(zhong)均(jun)耐蝕(shi)，在(zai)(zai)有(you)機加工的(de)過程(cheng)中(zhong)也呈現(xian)出優良(liang)的(de)耐蝕(shi)性，工廠試驗(yan)結果(guo)見(jian)表 2-4-81 。

  2. 晶間腐(fu)蝕

   在(zai)(zai)1150~1204℃固溶處(chu)理條(tiao)件下(xia)(xia)對(dui)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕不敏感(gan)(gan)，當中(zhong)溫(wen)(wen)敏化(hua)(hua)(hua)處(chu)理1h時(shi)(shi)，如760℃,在(zai)(zai)晶(jing)界上將(jiang)(jiang)出(chu)現富鉻(ge)的(de)M23C6沉淀，進(jin)而導致(zhi)在(zai)(zai)沸騰(teng)65%HNO3中(zhong)的(de)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕。然而在(zai)(zai)敏化(hua)(hua)(hua)前(qian)940℃穩(wen)定化(hua)(hua)(hua)處(chu)理1小(xiao)時(shi)(shi)，可防止敏化(hua)(hua)(hua)引起的(de)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕。圖2-4-49 指(zhi)出(chu)了原始固溶退火狀態(tai)和敏化(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度、時(shi)(shi)間(jian)(jian)的(de)關(guan)系。顯(xian)然在(zai)(zai)65%HNO3的(de)評價試驗中(zhong)，940℃穩(wen)定化(hua)(hua)(hua)處(chu)理將(jiang)(jiang)延遲在(zai)(zai)敏感(gan)(gan)溫(wen)(wen)度產(chan)生(sheng)(sheng)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕所(suo)需的(de)敏化(hua)(hua)(hua)時(shi)(shi)間(jian)(jian)。研究(jiu)表明(ming)，在(zai)(zai)此(ci)(ci)溫(wen)(wen)度由于易形(xing)成TiC,可防止產(chan)生(sheng)(sheng)大(da)量(liang)的(de)M23C6所(suo)引起的(de)晶(jing)界鉻(ge)貧(pin)化(hua)(hua)(hua)。同時(shi)(shi)，由于鉻(ge)的(de)高溫(wen)(wen)下(xia)(xia)擴散也將(jiang)(jiang)減(jian)少晶(jing)界鉻(ge)的(de)貧(pin)化(hua)(hua)(hua)程度，因此(ci)(ci)防止或(huo)減(jian)緩了晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕的(de)產(chan)生(sheng)(sheng)。為(wei)此(ci)(ci)目的(de)，此(ci)(ci)合金的(de)工廠供(gong)貨狀態(tai)可為(wei)940℃穩(wen)定化(hua)(hua)(hua)處(chu)理狀態(tai)。

  3. 點腐蝕(shi)

  表2-4-82 列出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在氧化性酸性氯化物中(zhong)的耐(nai)點(dian)性能，顯然此合金在此類介質中(zhong)耐(nai)蝕性欠佳。

  4. 應力腐蝕

   0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在堿和MgCl₂中的耐應力腐蝕斷裂性能見表2-4-83。

三、力(li)學性能

    0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金(jin)的室(shi)溫力學性能件表 2-4-84。

四(si)、物流(liu)性(xing)能

  表2-4-85 為0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金的物理性能。

五、熱冷(leng)加(jia)工及成型性能

  此合金(jin)的熱成(cheng)型(xing)溫度為927~1065℃,不宜在(zai)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)溫度（650℃)下進行成(cheng)型(xing)操作(zuo)，如果在(zai)高于(yu)(yu)1065℃成(cheng)型(xing)，最終(zhong)成(cheng)型(xing)應在(zai)870~980℃范圍內進行，以獲得良好(hao)的耐晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)性(xing)能。此合金(jin)亦適(shi)于(yu)(yu)冷(leng)加工成(cheng)型(xing)，其(qi)性(xing)能類似Cr-Ni奧氏體不銹(xiu)鋼。

六、熱處(chu)理工藝

  此(ci)合金(jin)適宜的(de)最終熱處理是940℃穩(wen)定化(hua)處理。中間(jian)退火溫度以高于1050℃固溶軟化(hua)退火溫度為宜。

七、焊接性能(neng)

  可以(yi)采(cai)(cai)用通常(chang)的焊接方法焊接，推薦采(cai)(cai)用鎳(nie)基(ji)焊絲（00Cr22Ni61Mo9Nb)。

八(ba)、應(ying)用(yong)

  由于此合(he)金的耐蝕適(shi)應(ying)性廣泛，因此在化(hua)學(xue)加工工業、熱海水(shui)和水(shui)冶廠得(de)到廣泛應(ying)用(yong)(yong)。主(zhu)要用(yong)(yong)于處(chu)理熱硫酸(suan)、含氯化(hua)物溶液、亞硫酸(suan)等環境的熱交(jiao)換器、管道、閥(fa)門、泵等。在造紙工業的木(mu)漿浸取(qu)器及(ji)深源氣井領域(yu)中亦得(de)到廣泛的應(ying)用(yong)(yong)。