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NS 142 (Incoloy 825)

 （0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti ）、NS 142、Incoloy 825合金 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(hua)學(xue)成分和組織特點

 合金的(de)化學成(cheng)(cheng)分列于表2-4-66。合金成(cheng)(cheng)分中(zhong)的(de)鎳當(dang)量和(he)(he)鉻(ge)當(dang)量的(de)平(ping)衡關系，決(jue)定了此合金在(zai)固溶條件(jian)下為純奧氏(shi)體組(zu)織。但在(zai)中(zhong)溫時效時，會在(zai)奧氏(shi)體基(ji)體和(he)(he)晶間上(shang)析(xi)出(chu)碳化物(wu)和(he)(he)金屬間化合物(wu)，這些沉淀相會危害合金的(de)力(li)學性(xing)能(neng)(neng)和(he)(he)耐(nai)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)。

二(er)、耐腐蝕(shi)性能

  1. 全面腐(fu)蝕

    ①. 大氣 

        此合(he)金耐鄉(xiang)村、工業和海洋環境(jing)的(de)大(da)(da)氣腐(fu)蝕，但在含氯化物高的(de)大(da)(da)氣中(zhong)，尤其是(shi)在潮(chao)濕的(de)大(da)(da)氣中(zhong)，此合(he)金會產生很(hen)淺(qian)的(de)點蝕，見表(biao)2-4-67。

   ②. 淡(dan)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(hai)水 

    表2-4-68給(gei)出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在各種海(hai)水中的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)。此合金在高速(su)海(hai)水中耐(nai)蝕(shi)，在靜(jing)止和(he)低速(su)海(hai)水中或(huo)有污(wu)染(ran)的(de)海(hai)水條(tiao)件下(xia)會產生一定的(de)腐蝕(shi)。

   ④. 硫酸

    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

    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0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合(he)金(jin)在(zai)不同(tong)濃度(du)鹽酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)的實驗室(shi)結果。此(ci)合(he)金(jin)僅(jin)在(zai)室(shi)溫(wen)的稀酸(suan)(suan)(suan)溶液中(zhong)可以使用。實驗表(biao)明，充氣加(jia)速了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在(zai)鹽酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)的腐蝕，例如(ru)在(zai)5mol/L HCl、室(shi)溫(wen)、N2飽(bao)和的條件(jian)下的腐蝕速率（72h)僅(jin)為(wei)0.006mm/a,而(er)在(zai)用空氣飽(bao)和的酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)卻為(wei)0.53mm/a,耐(nai)蝕性(xing)迅速下降。

   ⑦. 氫(qing)氟酸和(he)氟硅酸

  此(ci)合金(jin)在(zai)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)(zhong)耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)不(bu)佳，僅在(zai)少數條件下具(ju)有(you)中(zhong)(zhong)等耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)，一般不(bu)推薦在(zai)純氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)(zhong)使用。氟(fu)(fu)(fu)硅酸(suan)(suan)(suan)的(de)腐蝕性(xing)(xing)(xing)較氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)輕，在(zai)含有(you)雜(za)質的(de)氟(fu)(fu)(fu)硅酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)(zhong)，此(ci)合金(jin)耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)良好，可以用到60℃。0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在(zai)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)、氟(fu)(fu)(fu)硅酸(suan)(suan)(suan)及含氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)介質中(zhong)(zhong)的(de)耐(nai)蝕性(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(suan)

   0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金(jin)(jin)在沸(fei)騰溫(wen)度的所有濃度的硝(xiao)酸(suan)(suan)中(zhong)（包括(kuo)66%HNO3)具有良(liang)好(hao)(hao)的耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)。在稀硝(xiao)酸(suan)(suan)中(zhong)可以使用(yong)到沸(fei)點以上的溫(wen)度，在室溫(wen)發煙硝(xiao)酸(suan)(suan)和(he)70℃加緩蝕(shi)(shi)劑(ji)的發煙硝(xiao)酸(suan)(suan)中(zhong)，也呈現出較(jiao)好(hao)(hao)的耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)。此(ci)合金(jin)(jin)的耐(nai)硝(xiao)酸(suan)(suan)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)見表(biao)(biao)2-4-77和(he)表(biao)(biao)2-4-78及圖2-4-48。鑒(jian)于通常的18-8C-Ni不銹鋼(gang)具有良(liang)好(hao)(hao)的耐(nai)硝(xiao)酸(suan)(suan)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)，在純HNO3中(zhong)不采用(yong)此(ci)合金(jin)(jin)。在含(han)有各種(zhong)雜質和(he)添加物(wu)的HNO3中(zhong)，OC-21N42M03Cu2Ti呈現出良(liang)好(hao)(hao)的耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)，優于Cr-Ni奧氏體不銹鋼(gang)，常被采用(yong)，見表(biao)(biao)2-4-79。

   ⑩. 有(you)機(ji)酸和化合物

   在(zai)(zai)有機(ji)酸和化(hua)合物(wu)中(zhong)(zhong)，此合金(jin)表現出(chu)高度(du)的(de)耐蝕性(xing)，可(ke)以在(zai)(zai)很(hen)寬的(de)溫(wen)度(du)范圍內應(ying)用。在(zai)(zai)沸騰溫(wen)度(du)時，除(chu)在(zai)(zai)10%草(cao)酸中(zhong)(zhong)外，在(zai)(zai)大多數10%的(de)有機(ji)酸中(zhong)(zhong)均耐蝕，在(zai)(zai)有機(ji)加工的(de)過程中(zhong)(zhong)也呈現出(chu)優(you)良(liang)的(de)耐蝕性(xing)，工廠試(shi)驗結(jie)果見表 2-4-81 。

  2. 晶間(jian)腐蝕

   在(zai)(zai)1150~1204℃固(gu)溶處(chu)理(li)(li)條(tiao)件下對(dui)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)不敏感，當中溫敏化(hua)處(chu)理(li)(li)1h時(shi)(shi)，如(ru)760℃,在(zai)(zai)晶(jing)(jing)(jing)界上(shang)將(jiang)(jiang)出(chu)現富鉻(ge)(ge)的(de)(de)M23C6沉淀，進而(er)導致(zhi)在(zai)(zai)沸(fei)騰65%HNO3中的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)。然而(er)在(zai)(zai)敏化(hua)前940℃穩定化(hua)處(chu)理(li)(li)1小時(shi)(shi)，可(ke)防(fang)止敏化(hua)引(yin)起的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)。圖2-4-49 指出(chu)了原始固(gu)溶退火狀(zhuang)態和敏化(hua)溫度(du)、時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)關系。顯然在(zai)(zai)65%HNO3的(de)(de)評價試驗中，940℃穩定化(hua)處(chu)理(li)(li)將(jiang)(jiang)延(yan)遲在(zai)(zai)敏感溫度(du)產(chan)(chan)生晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)所(suo)需的(de)(de)敏化(hua)時(shi)(shi)間(jian)。研究(jiu)表(biao)明，在(zai)(zai)此(ci)溫度(du)由(you)于易(yi)形成TiC,可(ke)防(fang)止產(chan)(chan)生大量的(de)(de)M23C6所(suo)引(yin)起的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界鉻(ge)(ge)貧化(hua)。同時(shi)(shi)，由(you)于鉻(ge)(ge)的(de)(de)高溫下擴散也將(jiang)(jiang)減少(shao)晶(jing)(jing)(jing)界鉻(ge)(ge)的(de)(de)貧化(hua)程度(du)，因此(ci)防(fang)止或減緩(huan)了晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)產(chan)(chan)生。為此(ci)目的(de)(de)，此(ci)合金的(de)(de)工廠供貨狀(zhuang)態可(ke)為940℃穩定化(hua)處(chu)理(li)(li)狀(zhuang)態。

  3. 點腐(fu)蝕

  表2-4-82 列(lie)出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在氧化性酸性氯化物中的耐點性能(neng)，顯然此(ci)合金在此(ci)類介質中耐蝕(shi)性欠佳。

  4. 應(ying)力腐蝕(shi)

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

三、力學性能

    0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金的室溫力學性能件(jian)表 2-4-84。

四、物(wu)流性能

  表2-4-85 為(wei)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合(he)金的物理(li)性能(neng)。

五(wu)、熱冷(leng)加工及成型性能

  此(ci)合金的熱成(cheng)型溫(wen)度為927~1065℃,不宜在(zai)晶(jing)間腐蝕敏感溫(wen)度（650℃)下進行(xing)成(cheng)型操作，如(ru)果在(zai)高于(yu)1065℃成(cheng)型，最終成(cheng)型應(ying)在(zai)870~980℃范(fan)圍內(nei)進行(xing)，以獲得良好的耐晶(jing)間腐蝕性能。此(ci)合金亦適于(yu)冷加工成(cheng)型，其性能類似Cr-Ni奧氏體不銹(xiu)鋼。

六、熱處理工藝

  此(ci)合(he)金適宜(yi)的最終熱(re)處理(li)是940℃穩定化(hua)處理(li)。中間退(tui)火溫度以高于1050℃固溶軟化(hua)退(tui)火溫度為(wei)宜(yi)。

七(qi)、焊接性(xing)能

  可(ke)以采用通常的焊接(jie)方法焊接(jie)，推薦采用鎳基焊絲（00Cr22Ni61Mo9Nb)。

八、應用

  由于此合金的(de)(de)耐蝕適應性廣(guang)泛(fan)，因(yin)此在(zai)(zai)化(hua)學加工工業、熱海水和水冶(ye)廠得到廣(guang)泛(fan)應用(yong)。主(zhu)要用(yong)于處(chu)理熱硫酸、含氯化(hua)物(wu)溶液、亞硫酸等(deng)環境的(de)(de)熱交(jiao)換器(qi)、管道、閥門、泵(beng)等(deng)。在(zai)(zai)造紙工業的(de)(de)木漿浸取器(qi)及(ji)深源氣井領域中亦得到廣(guang)泛(fan)的(de)(de)應用(yong)。