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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(xue)成分和組織特點

 合(he)金(jin)的(de)(de)化學(xue)成(cheng)分列于表2-4-66。合(he)金(jin)成(cheng)分中的(de)(de)鎳當量(liang)和(he)鉻當量(liang)的(de)(de)平衡關系，決定了此合(he)金(jin)在固溶條件下為純奧(ao)氏(shi)體組(zu)織。但在中溫時效(xiao)時，會在奧(ao)氏(shi)體基體和(he)晶間(jian)上析出碳化物(wu)和(he)金(jin)屬間(jian)化合(he)物(wu)，這(zhe)些沉(chen)淀相會危害合(he)金(jin)的(de)(de)力(li)學(xue)性能(neng)和(he)耐(nai)蝕性能(neng)。

二、耐腐(fu)蝕性能

  1. 全面腐蝕

    ①. 大(da)氣 

        此合(he)(he)金(jin)耐鄉村、工業和海洋環境(jing)的(de)(de)(de)大(da)氣腐(fu)蝕，但在(zai)(zai)含(han)氯化(hua)物(wu)高(gao)的(de)(de)(de)大(da)氣中(zhong)(zhong)，尤其是在(zai)(zai)潮濕的(de)(de)(de)大(da)氣中(zhong)(zhong)，此合(he)(he)金(jin)會產生很淺的(de)(de)(de)點蝕，見表2-4-67。

   ②. 淡(dan)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 

    表(biao)2-4-68給出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金(jin)在(zai)各種海水(shui)(shui)中(zhong)的耐蝕(shi)性。此合金(jin)在(zai)高速海水(shui)(shui)中(zhong)耐蝕(shi)，在(zai)靜止和低(di)速海水(shui)(shui)中(zhong)或有污染的海水(shui)(shui)條(tiao)件下會(hui)產生一定的腐蝕(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(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0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在(zai)不同濃度(du)鹽酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)的(de)實驗室(shi)結果。此合金僅在(zai)室(shi)溫(wen)的(de)稀(xi)酸(suan)(suan)(suan)溶液中(zhong)可(ke)以使用。實驗表(biao)明，充氣(qi)加速(su)(su)了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在(zai)鹽酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)的(de)腐蝕(shi)，例(li)如在(zai)5mol/L HCl、室(shi)溫(wen)、N2飽和的(de)條件(jian)下的(de)腐蝕(shi)速(su)(su)率(lv)（72h)僅為0.006mm/a,而在(zai)用空氣(qi)飽和的(de)酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)卻為0.53mm/a,耐蝕(shi)性迅(xun)速(su)(su)下降。

   ⑦. 氫(qing)氟酸和氟硅酸

  此(ci)合(he)金在氫氟(fu)(fu)酸(suan)(suan)中耐蝕性(xing)不佳，僅(jin)在少數條件下具有中等耐蝕性(xing)，一(yi)般不推(tui)薦在純氫氟(fu)(fu)酸(suan)(suan)中使用。氟(fu)(fu)硅酸(suan)(suan)的腐蝕性(xing)較(jiao)氫氟(fu)(fu)酸(suan)(suan)輕，在含(han)有雜(za)質的氟(fu)(fu)硅酸(suan)(suan)中，此(ci)合(he)金耐蝕性(xing)良好(hao)，可(ke)以用到60℃。0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在氫氟(fu)(fu)酸(suan)(suan)、氟(fu)(fu)硅酸(suan)(suan)及含(han)氫氟(fu)(fu)酸(suan)(suan)介質中的耐蝕性(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合金在(zai)沸騰溫度(du)的(de)(de)所(suo)有(you)濃度(du)的(de)(de)硝酸(suan)(suan)中（包括66%HNO3)具有(you)良好(hao)的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)。在(zai)稀硝酸(suan)(suan)中可以使用(yong)(yong)到沸點以上(shang)的(de)(de)溫度(du)，在(zai)室(shi)溫發(fa)煙(yan)硝酸(suan)(suan)和70℃加緩蝕(shi)(shi)劑(ji)的(de)(de)發(fa)煙(yan)硝酸(suan)(suan)中，也呈現出較好(hao)的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)。此合金的(de)(de)耐(nai)硝酸(suan)(suan)腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能見表(biao)(biao)2-4-77和表(biao)(biao)2-4-78及圖2-4-48。鑒于通常的(de)(de)18-8C-Ni不銹鋼(gang)具有(you)良好(hao)的(de)(de)耐(nai)硝酸(suan)(suan)腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能，在(zai)純HNO3中不采用(yong)(yong)此合金。在(zai)含(han)有(you)各種(zhong)雜質和添加物的(de)(de)HNO3中，OC-21N42M03Cu2Ti呈現出良好(hao)的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)，優于Cr-Ni奧氏體(ti)不銹鋼(gang)，常被采用(yong)(yong)，見表(biao)(biao)2-4-79。

   ⑩. 有機酸和(he)化合物

   在有機(ji)酸和化(hua)合(he)(he)物中，此合(he)(he)金表現(xian)出高度(du)(du)的(de)耐(nai)蝕性，可(ke)以在很寬(kuan)的(de)溫(wen)度(du)(du)范圍內(nei)應用(yong)。在沸騰溫(wen)度(du)(du)時，除在10%草酸中外，在大多數(shu)10%的(de)有機(ji)酸中均耐(nai)蝕，在有機(ji)加工(gong)的(de)過程中也呈現(xian)出優良的(de)耐(nai)蝕性，工(gong)廠試驗(yan)結果見(jian)表 2-4-81 。

  2. 晶間腐蝕(shi)

   在(zai)(zai)(zai)1150~1204℃固溶(rong)處(chu)理(li)(li)條(tiao)件下對晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕不(bu)敏(min)感，當中溫(wen)敏(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)(li)1h時，如760℃,在(zai)(zai)(zai)晶(jing)界上(shang)將出(chu)現富鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)M23C6沉淀，進而(er)(er)導致(zhi)在(zai)(zai)(zai)沸騰65%HNO3中的(de)(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕。然(ran)而(er)(er)在(zai)(zai)(zai)敏(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)前940℃穩(wen)定(ding)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)(li)1小時，可防止(zhi)(zhi)敏(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)引起的(de)(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕。圖(tu)2-4-49 指出(chu)了原始固溶(rong)退火狀態和敏(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)、時間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)關系。顯然(ran)在(zai)(zai)(zai)65%HNO3的(de)(de)(de)(de)評價(jia)試(shi)驗中，940℃穩(wen)定(ding)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)(li)將延遲在(zai)(zai)(zai)敏(min)感溫(wen)度(du)產生晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕所(suo)需的(de)(de)(de)(de)敏(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)時間(jian)(jian)。研(yan)究表明，在(zai)(zai)(zai)此(ci)(ci)溫(wen)度(du)由(you)于(yu)易形成TiC,可防止(zhi)(zhi)產生大量的(de)(de)(de)(de)M23C6所(suo)引起的(de)(de)(de)(de)晶(jing)界鉻(ge)貧(pin)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。同時，由(you)于(yu)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)下擴散也將減(jian)少晶(jing)界鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)貧(pin)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)程度(du)，因此(ci)(ci)防止(zhi)(zhi)或減(jian)緩了晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)產生。為此(ci)(ci)目的(de)(de)(de)(de)，此(ci)(ci)合金的(de)(de)(de)(de)工廠供貨狀態可為940℃穩(wen)定(ding)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)(li)狀態。

  3. 點腐蝕

  表2-4-82 列出了(le)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在氧化(hua)性(xing)酸(suan)性(xing)氯化(hua)物中的耐(nai)點性(xing)能，顯然此合(he)金在此類介質(zhi)中耐(nai)蝕性(xing)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、力學性能

    0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合(he)金(jin)的(de)室溫力學(xue)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。

五、熱冷加(jia)工及成型性能(neng)

  此合金的(de)熱成(cheng)型(xing)溫(wen)度(du)為927~1065℃,不(bu)宜在(zai)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)敏感溫(wen)度(du)（650℃)下進(jin)行(xing)成(cheng)型(xing)操作，如果(guo)在(zai)高(gao)于1065℃成(cheng)型(xing)，最終成(cheng)型(xing)應在(zai)870~980℃范圍內進(jin)行(xing)，以獲得良好的(de)耐晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能。此合金亦適于冷加工成(cheng)型(xing)，其性(xing)能類似Cr-Ni奧氏體不(bu)銹鋼(gang)。

六、熱處(chu)理工藝(yi)

  此合(he)金適宜的最終(zhong)熱(re)處理(li)是940℃穩定化處理(li)。中間退火溫度以高(gao)于1050℃固(gu)溶軟化退火溫度為(wei)宜。

七、焊(han)接性能

  可(ke)以(yi)采用(yong)通(tong)常的焊接方法焊接，推薦采用(yong)鎳基焊絲(si)（00Cr22Ni61Mo9Nb)。

八、應用(yong)

  由于此合金(jin)的(de)耐蝕適應(ying)性廣泛，因此在化學加工(gong)工(gong)業、熱(re)海水和水冶廠得到廣泛應(ying)用(yong)。主要用(yong)于處理(li)熱(re)硫(liu)酸、含氯化物溶液、亞硫(liu)酸等環境的(de)熱(re)交換器(qi)、管(guan)道(dao)、閥(fa)門、泵(beng)等。在造紙工(gong)業的(de)木漿浸取器(qi)及深源氣井(jing)領域中亦得到廣泛的(de)應(ying)用(yong)。