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Incoloy 825

（0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti ）、NS 142、Incoloy 825合(he)金(jin) 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、化學成分和(he)組織特(te)點(dian)

 合(he)(he)金(jin)的化(hua)學(xue)成分列于表2-4-66。合(he)(he)金(jin)成分中(zhong)的鎳當量(liang)和(he)鉻當量(liang)的平衡關系，決定(ding)了(le)此合(he)(he)金(jin)在(zai)固溶條件下為純奧氏(shi)體(ti)組織。但在(zai)中(zhong)溫時效(xiao)時，會在(zai)奧氏(shi)體(ti)基體(ti)和(he)晶間(jian)上析出碳化(hua)物和(he)金(jin)屬間(jian)化(hua)合(he)(he)物，這些(xie)沉淀相會危害合(he)(he)金(jin)的力學(xue)性能和(he)耐蝕性能。

二、耐(nai)腐蝕性(xing)能

  1. 全面腐蝕

    ①. 大氣 

        此合(he)金(jin)耐鄉村、工業和(he)海洋環(huan)境的(de)(de)大氣腐(fu)蝕(shi)(shi)，但(dan)在含(han)氯化物高的(de)(de)大氣中，尤其是在潮濕的(de)(de)大氣中，此合(he)金(jin)會產生很淺的(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)，見(jian)表2-4-67。

   ②. 淡水

    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(shui) 

    表2-4-68給出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合(he)金(jin)在各種(zhong)海水(shui)中(zhong)的(de)耐蝕(shi)性。此合(he)金(jin)在高(gao)速海水(shui)中(zhong)耐蝕(shi)，在靜(jing)止(zhi)和(he)低(di)速海水(shui)中(zhong)或有(you)污染的(de)海水(shui)條件下會產生一定的(de)腐蝕(shi)。

   ④. 硫(liu)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2-4-74列(lie)出了(le)(le)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在(zai)(zai)不同濃度(du)鹽酸(suan)中的實驗(yan)室結(jie)果。此合金僅在(zai)(zai)室溫(wen)的稀酸(suan)溶(rong)液(ye)中可以(yi)使用。實驗(yan)表明，充氣(qi)加速了(le)(le)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在(zai)(zai)鹽酸(suan)中的腐(fu)蝕，例如在(zai)(zai)5mol/L HCl、室溫(wen)、N2飽和的條件下的腐(fu)蝕速率（72h)僅為0.006mm/a,而在(zai)(zai)用空氣(qi)飽和的酸(suan)中卻為0.53mm/a,耐蝕性迅速下降。

   ⑦. 氫氟(fu)(fu)酸和氟(fu)(fu)硅酸

  此(ci)合金在(zai)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)(fu)酸(suan)中(zhong)(zhong)耐蝕性不(bu)佳，僅在(zai)少數條件下具(ju)有中(zhong)(zhong)等耐蝕性，一般不(bu)推(tui)薦在(zai)純氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)(fu)酸(suan)中(zhong)(zhong)使用(yong)。氟(fu)(fu)(fu)(fu)硅(gui)酸(suan)的腐(fu)蝕性較氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)(fu)酸(suan)輕，在(zai)含(han)有雜質(zhi)的氟(fu)(fu)(fu)(fu)硅(gui)酸(suan)中(zhong)(zhong)，此(ci)合金耐蝕性良好(hao)，可(ke)以用(yong)到60℃。0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在(zai)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)(fu)酸(suan)、氟(fu)(fu)(fu)(fu)硅(gui)酸(suan)及含(han)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)(fu)酸(suan)介質(zhi)中(zhong)(zhong)的耐蝕性見表2-4-75。

   ⑧. 亞硫(liu)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合金在(zai)沸騰溫度的(de)所有(you)濃度的(de)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)中（包括66%HNO3)具有(you)良好的(de)耐(nai)蝕性。在(zai)稀硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)中可以(yi)使用(yong)到沸點以(yi)上(shang)的(de)溫度，在(zai)室(shi)溫發(fa)(fa)煙(yan)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)和(he)(he)70℃加(jia)緩蝕劑的(de)發(fa)(fa)煙(yan)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)中，也呈現出較(jiao)好的(de)耐(nai)蝕性。此合金的(de)耐(nai)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)腐蝕性能見(jian)(jian)表(biao)2-4-77和(he)(he)表(biao)2-4-78及圖2-4-48。鑒(jian)于通常的(de)18-8C-Ni不銹鋼具有(you)良好的(de)耐(nai)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)腐蝕性能，在(zai)純(chun)HNO3中不采用(yong)此合金。在(zai)含有(you)各種(zhong)雜質和(he)(he)添加(jia)物(wu)的(de)HNO3中，OC-21N42M03Cu2Ti呈現出良好的(de)耐(nai)蝕性，優于Cr-Ni奧(ao)氏(shi)體不銹鋼，常被(bei)采用(yong)，見(jian)(jian)表(biao)2-4-79。

   ⑩. 有機酸和化合物

   在(zai)有機酸(suan)和化合物中，此(ci)合金表(biao)現(xian)出(chu)(chu)高度(du)的耐(nai)蝕性(xing)，可(ke)以(yi)在(zai)很寬的溫(wen)度(du)范圍內(nei)應用。在(zai)沸(fei)騰(teng)溫(wen)度(du)時，除在(zai)10%草酸(suan)中外，在(zai)大多數(shu)10%的有機酸(suan)中均耐(nai)蝕，在(zai)有機加工的過程中也(ye)呈現(xian)出(chu)(chu)優良的耐(nai)蝕性(xing)，工廠試驗(yan)結果見表(biao) 2-4-81 。

  2. 晶(jing)間腐蝕

   在(zai)1150~1204℃固(gu)溶處(chu)理(li)條件下對晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕不敏(min)(min)(min)(min)感，當中溫(wen)(wen)敏(min)(min)(min)(min)化處(chu)理(li)1h時(shi)，如760℃,在(zai)晶(jing)界上(shang)將出現富鉻的(de)(de)M23C6沉淀，進而(er)導致在(zai)沸騰(teng)65%HNO3中的(de)(de)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕。然而(er)在(zai)敏(min)(min)(min)(min)化前940℃穩定化處(chu)理(li)1小時(shi)，可(ke)防止(zhi)敏(min)(min)(min)(min)化引(yin)起(qi)的(de)(de)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕。圖(tu)2-4-49 指出了原(yuan)始固(gu)溶退火(huo)狀(zhuang)態和敏(min)(min)(min)(min)化溫(wen)(wen)度、時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)關系。顯(xian)然在(zai)65%HNO3的(de)(de)評價試(shi)驗中，940℃穩定化處(chu)理(li)將延遲在(zai)敏(min)(min)(min)(min)感溫(wen)(wen)度產生晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕所(suo)需(xu)的(de)(de)敏(min)(min)(min)(min)化時(shi)間(jian)(jian)。研(yan)究表明，在(zai)此溫(wen)(wen)度由于(yu)易形成TiC,可(ke)防止(zhi)產生大量(liang)的(de)(de)M23C6所(suo)引(yin)起(qi)的(de)(de)晶(jing)界鉻貧化。同時(shi)，由于(yu)鉻的(de)(de)高溫(wen)(wen)下擴(kuo)散也將減(jian)少晶(jing)界鉻的(de)(de)貧化程度，因此防止(zhi)或減(jian)緩了晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕的(de)(de)產生。為此目的(de)(de)，此合金的(de)(de)工廠供貨狀(zhuang)態可(ke)為940℃穩定化處(chu)理(li)狀(zhuang)態。

  3. 點腐蝕

  表2-4-82 列(lie)出了(le)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在氧化性(xing)酸(suan)性(xing)氯化物中的耐點性(xing)能，顯然此合金在此類(lei)介質中耐蝕性(xing)欠佳。

  4. 應(ying)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(neng)

    0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金的(de)室溫(wen)力(li)學性能(neng)件(jian)表 2-4-84。

四、物流性能

  表(biao)2-4-85 為0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金的物(wu)理性能。

五、熱(re)冷加工及成型性能

  此合(he)(he)金(jin)的(de)熱成型(xing)溫度為(wei)927~1065℃,不(bu)宜在(zai)(zai)晶間腐蝕(shi)敏感溫度（650℃)下進行成型(xing)操作，如(ru)果在(zai)(zai)高于(yu)(yu)1065℃成型(xing)，最終成型(xing)應在(zai)(zai)870~980℃范圍內進行，以(yi)獲得良好的(de)耐(nai)晶間腐蝕(shi)性能。此合(he)(he)金(jin)亦適于(yu)(yu)冷(leng)加工(gong)成型(xing)，其性能類似Cr-Ni奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼。

六、熱處理工藝

  此合金適宜的最終熱處理是940℃穩定化(hua)處理。中間(jian)退火溫度(du)(du)以高于1050℃固溶軟化(hua)退火溫度(du)(du)為宜。

七、焊接性能

  可以(yi)采用通常(chang)的焊(han)接方法焊(han)接，推薦采用鎳(nie)基(ji)焊(han)絲（00Cr22Ni61Mo9Nb)。

八、應用

  由于此(ci)合(he)金的耐(nai)蝕(shi)適應(ying)性廣(guang)泛(fan)，因此(ci)在化學加(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)業、熱(re)海水和水冶廠得(de)到(dao)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)。主要用(yong)于處理熱(re)硫(liu)酸、含(han)氯化物溶液、亞硫(liu)酸等環境的熱(re)交換器(qi)、管道、閥門、泵等。在造紙工(gong)(gong)業的木漿浸取器(qi)及深源氣井領(ling)域中亦得(de)到(dao)廣(guang)泛(fan)的應(ying)用(yong)。