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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、化(hua)學成分和(he)組織特點

 合金(jin)(jin)的(de)化(hua)學成分(fen)列于表2-4-66。合金(jin)(jin)成分(fen)中的(de)鎳當量(liang)和(he)鉻(ge)當量(liang)的(de)平衡關系，決定了此合金(jin)(jin)在固溶條(tiao)件下為純奧氏(shi)體(ti)組織。但在中溫時效時，會在奧氏(shi)體(ti)基體(ti)和(he)晶間上(shang)析(xi)出(chu)碳化(hua)物(wu)(wu)和(he)金(jin)(jin)屬(shu)間化(hua)合物(wu)(wu)，這些(xie)沉淀相會危害合金(jin)(jin)的(de)力學性能和(he)耐蝕性能。

二、耐腐(fu)蝕性能

  1. 全面腐蝕

    ①. 大氣(qi) 

        此合金耐(nai)鄉村、工(gong)業和海洋環境的(de)(de)大氣腐蝕，但在含(han)氯化物高(gao)的(de)(de)大氣中(zhong)，尤其是(shi)在潮(chao)濕的(de)(de)大氣中(zhong)，此合金會產生很(hen)淺的(de)(de)點蝕，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(hai)水 

    表(biao)2-4-68給出(chu)了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在各(ge)種(zhong)海(hai)水中的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)。此合金在高速(su)海(hai)水中耐(nai)蝕，在靜止和低速(su)海(hai)水中或有污(wu)染的(de)(de)海(hai)水條件下會產生(sheng)一定的(de)(de)腐(fu)蝕。

   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(yan)酸 

   表2-4-74列出了(le)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合(he)金在不同濃(nong)度鹽酸中的實(shi)驗室結(jie)果(guo)。此(ci)合(he)金僅在室溫(wen)的稀酸溶液中可以使用。實(shi)驗表明，充氣(qi)加速了(le)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在鹽酸中的腐(fu)蝕(shi)(shi)，例如在5mol/L HCl、室溫(wen)、N2飽和的條件下(xia)的腐(fu)蝕(shi)(shi)速率（72h)僅為0.006mm/a,而(er)在用空氣(qi)飽和的酸中卻為0.53mm/a,耐蝕(shi)(shi)性迅(xun)速下(xia)降。

   ⑦. 氫氟酸(suan)和氟硅酸(suan)

  此合金在氫氟(fu)酸(suan)(suan)中(zhong)(zhong)耐(nai)蝕(shi)性(xing)不(bu)佳，僅在少數條件下(xia)具(ju)有中(zhong)(zhong)等耐(nai)蝕(shi)性(xing)，一(yi)般不(bu)推薦(jian)在純氫氟(fu)酸(suan)(suan)中(zhong)(zhong)使用(yong)。氟(fu)硅酸(suan)(suan)的(de)腐蝕(shi)性(xing)較氫氟(fu)酸(suan)(suan)輕，在含(han)有雜質的(de)氟(fu)硅酸(suan)(suan)中(zhong)(zhong)，此合金耐(nai)蝕(shi)性(xing)良好，可以用(yong)到60℃。0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在氫氟(fu)酸(suan)(suan)、氟(fu)硅酸(suan)(suan)及(ji)含(han)氫氟(fu)酸(suan)(suan)介質中(zhong)(zhong)的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)見表(biao)2-4-75。

   ⑧. 亞硫酸(suan)

   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(xiao)酸

   0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金(jin)在(zai)沸騰溫度的(de)(de)(de)所(suo)有(you)濃度的(de)(de)(de)硝(xiao)酸(suan)中(zhong)(zhong)（包(bao)括66%HNO3)具有(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)。在(zai)稀(xi)硝(xiao)酸(suan)中(zhong)(zhong)可以(yi)使(shi)用到沸點以(yi)上的(de)(de)(de)溫度，在(zai)室溫發煙硝(xiao)酸(suan)和70℃加緩蝕劑的(de)(de)(de)發煙硝(xiao)酸(suan)中(zhong)(zhong)，也呈(cheng)(cheng)現出(chu)較好(hao)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)。此(ci)合金(jin)的(de)(de)(de)耐(nai)硝(xiao)酸(suan)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)見表2-4-77和表2-4-78及圖2-4-48。鑒于通常(chang)的(de)(de)(de)18-8C-Ni不銹鋼具有(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)耐(nai)硝(xiao)酸(suan)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)，在(zai)純HNO3中(zhong)(zhong)不采(cai)用此(ci)合金(jin)。在(zai)含有(you)各種雜質和添加物的(de)(de)(de)HNO3中(zhong)(zhong)，OC-21N42M03Cu2Ti呈(cheng)(cheng)現出(chu)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)，優于Cr-Ni奧氏體不銹鋼，常(chang)被采(cai)用，見表2-4-79。

   ⑩. 有機(ji)酸和化(hua)合(he)物

   在(zai)有(you)機(ji)(ji)酸和化(hua)合物中(zhong)(zhong)，此合金表現(xian)出高度的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)，可以在(zai)很寬的(de)(de)(de)溫(wen)度范圍內應(ying)用(yong)。在(zai)沸騰(teng)溫(wen)度時，除在(zai)10%草酸中(zhong)(zhong)外，在(zai)大多(duo)數10%的(de)(de)(de)有(you)機(ji)(ji)酸中(zhong)(zhong)均耐(nai)(nai)蝕，在(zai)有(you)機(ji)(ji)加(jia)工(gong)的(de)(de)(de)過程中(zhong)(zhong)也(ye)呈(cheng)現(xian)出優(you)良的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)，工(gong)廠試驗(yan)結果見表 2-4-81 。

  2. 晶間腐蝕(shi)

   在(zai)1150~1204℃固溶(rong)處(chu)(chu)理條(tiao)件下(xia)對(dui)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)不敏(min)感(gan)，當(dang)中溫敏(min)化(hua)處(chu)(chu)理1h時(shi)，如760℃,在(zai)晶(jing)界上(shang)將出現富(fu)鉻(ge)的(de)(de)M23C6沉淀，進而(er)導致在(zai)沸騰65%HNO3中的(de)(de)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)。然而(er)在(zai)敏(min)化(hua)前940℃穩(wen)定化(hua)處(chu)(chu)理1小時(shi)，可(ke)防(fang)止敏(min)化(hua)引起的(de)(de)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)。圖2-4-49 指出了原(yuan)始固溶(rong)退(tui)火狀態和敏(min)化(hua)溫度、時(shi)間(jian)的(de)(de)關系。顯然在(zai)65%HNO3的(de)(de)評價試驗中，940℃穩(wen)定化(hua)處(chu)(chu)理將延(yan)遲在(zai)敏(min)感(gan)溫度產生晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)所需的(de)(de)敏(min)化(hua)時(shi)間(jian)。研(yan)究表(biao)明，在(zai)此(ci)溫度由(you)于易形成TiC,可(ke)防(fang)止產生大(da)量的(de)(de)M23C6所引起的(de)(de)晶(jing)界鉻(ge)貧(pin)化(hua)。同時(shi)，由(you)于鉻(ge)的(de)(de)高溫下(xia)擴(kuo)散也將減少(shao)晶(jing)界鉻(ge)的(de)(de)貧(pin)化(hua)程度，因此(ci)防(fang)止或減緩了晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)產生。為此(ci)目的(de)(de)，此(ci)合(he)金的(de)(de)工廠供貨狀態可(ke)為940℃穩(wen)定化(hua)處(chu)(chu)理狀態。

  3. 點(dian)腐(fu)蝕

  表2-4-82 列出(chu)了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在(zai)氧化性酸性氯化物中(zhong)的耐(nai)點(dian)性能，顯然此合金在(zai)此類(lei)介質中(zhong)耐(nai)蝕性欠(qian)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、力學性能

    0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金的(de)室溫(wen)力學性能件表 2-4-84。

四、物流性能

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

五、熱冷加工及成型(xing)性能

  此(ci)(ci)合金的熱成(cheng)(cheng)型(xing)溫度為927~1065℃,不(bu)宜在(zai)晶間(jian)腐蝕敏感(gan)溫度（650℃)下進行(xing)成(cheng)(cheng)型(xing)操(cao)作(zuo)，如果(guo)在(zai)高于1065℃成(cheng)(cheng)型(xing)，最終(zhong)成(cheng)(cheng)型(xing)應(ying)在(zai)870~980℃范圍內進行(xing)，以獲(huo)得良好的耐晶間(jian)腐蝕性(xing)能。此(ci)(ci)合金亦適(shi)于冷加工成(cheng)(cheng)型(xing)，其性(xing)能類(lei)似Cr-Ni奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。

六(liu)、熱(re)處(chu)理(li)工藝

  此(ci)合金(jin)適(shi)宜的最終熱處理是940℃穩定化處理。中間退(tui)火(huo)溫度以高于1050℃固溶軟化退(tui)火(huo)溫度為宜。

七(qi)、焊(han)接性(xing)能

  可以采用(yong)通(tong)常的焊(han)接方法焊(han)接，推薦(jian)采用(yong)鎳基(ji)焊(han)絲（00Cr22Ni61Mo9Nb)。

八、應用

  由于此合金(jin)的耐蝕適應(ying)性廣泛(fan)，因此在化學加工工業、熱海水和水冶廠(chang)得到(dao)廣泛(fan)應(ying)用(yong)。主要(yao)用(yong)于處理熱硫酸、含(han)氯化物溶液、亞硫酸等環境的熱交換器、管道、閥門、泵等。在造紙工業的木漿浸取器及(ji)深源氣井領域(yu)中亦得到(dao)廣泛(fan)的應(ying)用(yong)。