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NS 142 (Incoloy 825)

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

 合(he)金(jin)的化(hua)學成(cheng)分列(lie)于表2-4-66。合(he)金(jin)成(cheng)分中的鎳(nie)當量和(he)鉻當量的平衡關(guan)系，決定了此合(he)金(jin)在固溶條(tiao)件下為純奧氏體組織。但在中溫時效時，會在奧氏體基體和(he)晶間上析出碳(tan)化(hua)物(wu)和(he)金(jin)屬間化(hua)合(he)物(wu)，這些沉(chen)淀(dian)相會危(wei)害(hai)合(he)金(jin)的力學性能和(he)耐蝕性能。

二、耐腐蝕性能

  1. 全(quan)面腐蝕

    ①. 大氣 

        此(ci)合金耐鄉(xiang)村(cun)、工業(ye)和海洋環境的大氣腐蝕(shi)，但在含(han)氯化物高的大氣中，尤其(qi)是在潮濕(shi)的大氣中，此(ci)合金會產生很淺的點蝕(shi)，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2-4-68給出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在各種海(hai)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)。此合金在高(gao)速海(hai)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)耐(nai)蝕(shi)，在靜止和低速海(hai)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)或有污染的(de)海(hai)水(shui)(shui)條件下會產(chan)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(lin)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(biao)2-4-74列出了(le)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合(he)金在(zai)(zai)不同濃(nong)度鹽(yan)酸(suan)(suan)中的實(shi)(shi)驗室結果。此(ci)合(he)金僅(jin)在(zai)(zai)室溫的稀酸(suan)(suan)溶液中可以使用(yong)。實(shi)(shi)驗表(biao)明(ming)，充氣加速了(le)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在(zai)(zai)鹽(yan)酸(suan)(suan)中的腐(fu)蝕(shi)，例如在(zai)(zai)5mol/L HCl、室溫、N2飽和(he)的條(tiao)件下的腐(fu)蝕(shi)速率（72h)僅(jin)為0.006mm/a,而在(zai)(zai)用(yong)空氣飽和(he)的酸(suan)(suan)中卻為0.53mm/a,耐蝕(shi)性迅速下降(jiang)。

   ⑦. 氫氟(fu)酸和氟(fu)硅(gui)酸

  此合(he)金在(zai)氫氟(fu)酸(suan)中(zhong)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)不佳，僅在(zai)少(shao)數條件下具(ju)有中(zhong)等耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)，一(yi)般不推薦(jian)在(zai)純氫氟(fu)酸(suan)中(zhong)使(shi)用(yong)。氟(fu)硅(gui)酸(suan)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)較氫氟(fu)酸(suan)輕(qing)，在(zai)含有雜(za)質(zhi)的(de)氟(fu)硅(gui)酸(suan)中(zhong)，此合(he)金耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)良好，可以用(yong)到60℃。0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在(zai)氫氟(fu)酸(suan)、氟(fu)硅(gui)酸(suan)及含氫氟(fu)酸(suan)介質(zhi)中(zhong)的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)見(jian)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(he)金在(zai)沸(fei)騰溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)所有濃(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)硝(xiao)酸中(zhong)(zhong)(zhong)（包括66%HNO3)具有良好的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)。在(zai)稀(xi)硝(xiao)酸中(zhong)(zhong)(zhong)可以使用(yong)到沸(fei)點以上的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)，在(zai)室(shi)溫(wen)發(fa)煙硝(xiao)酸和70℃加緩蝕(shi)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)煙硝(xiao)酸中(zhong)(zhong)(zhong)，也呈(cheng)現出較好的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)。此合(he)金的(de)(de)(de)(de)(de)耐硝(xiao)酸腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)見(jian)表2-4-77和表2-4-78及圖2-4-48。鑒于通常的(de)(de)(de)(de)(de)18-8C-Ni不銹(xiu)鋼具有良好的(de)(de)(de)(de)(de)耐硝(xiao)酸腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)，在(zai)純HNO3中(zhong)(zhong)(zhong)不采用(yong)此合(he)金。在(zai)含有各(ge)種雜質和添加物的(de)(de)(de)(de)(de)HNO3中(zhong)(zhong)(zhong)，OC-21N42M03Cu2Ti呈(cheng)現出良好的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)，優于Cr-Ni奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼，常被采用(yong)，見(jian)表2-4-79。

   ⑩. 有機酸和(he)化(hua)合(he)物(wu)

   在有機(ji)酸(suan)(suan)和化合物中(zhong)(zhong)，此合金(jin)表現(xian)出(chu)高度的(de)(de)耐蝕(shi)性，可以在很寬的(de)(de)溫(wen)度范圍內應(ying)用。在沸騰溫(wen)度時，除在10%草酸(suan)(suan)中(zhong)(zhong)外(wai)，在大多數10%的(de)(de)有機(ji)酸(suan)(suan)中(zhong)(zhong)均耐蝕(shi)，在有機(ji)加工的(de)(de)過程中(zhong)(zhong)也呈現(xian)出(chu)優良的(de)(de)耐蝕(shi)性，工廠試驗結果(guo)見表 2-4-81 。

  2. 晶(jing)間腐(fu)蝕

   在(zai)(zai)1150~1204℃固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)理條件下對晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)不敏(min)(min)(min)感(gan)(gan)，當中溫敏(min)(min)(min)化處(chu)理1h時(shi)，如760℃,在(zai)(zai)晶(jing)界上將出現富鉻的(de)(de)(de)(de)M23C6沉(chen)淀，進而導致在(zai)(zai)沸(fei)騰65%HNO3中的(de)(de)(de)(de)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)。然而在(zai)(zai)敏(min)(min)(min)化前940℃穩定(ding)化處(chu)理1小(xiao)時(shi)，可(ke)(ke)防止(zhi)敏(min)(min)(min)化引(yin)起的(de)(de)(de)(de)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)。圖2-4-49 指出了(le)原(yuan)始固(gu)(gu)溶(rong)退火狀(zhuang)態(tai)和(he)敏(min)(min)(min)化溫度、時(shi)間的(de)(de)(de)(de)關系。顯然在(zai)(zai)65%HNO3的(de)(de)(de)(de)評價試驗中，940℃穩定(ding)化處(chu)理將延(yan)遲在(zai)(zai)敏(min)(min)(min)感(gan)(gan)溫度產(chan)生晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)所需的(de)(de)(de)(de)敏(min)(min)(min)化時(shi)間。研究(jiu)表明，在(zai)(zai)此(ci)溫度由(you)于易形成(cheng)TiC,可(ke)(ke)防止(zhi)產(chan)生大量的(de)(de)(de)(de)M23C6所引(yin)起的(de)(de)(de)(de)晶(jing)界鉻貧(pin)化。同時(shi)，由(you)于鉻的(de)(de)(de)(de)高溫下擴散也將減(jian)少(shao)晶(jing)界鉻的(de)(de)(de)(de)貧(pin)化程度，因此(ci)防止(zhi)或減(jian)緩了(le)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)產(chan)生。為此(ci)目的(de)(de)(de)(de)，此(ci)合金的(de)(de)(de)(de)工(gong)廠供貨狀(zhuang)態(tai)可(ke)(ke)為940℃穩定(ding)化處(chu)理狀(zhuang)態(tai)。

  3. 點腐蝕

  表2-4-82 列出(chu)了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在氧化(hua)性(xing)酸性(xing)氯(lv)化(hua)物中的耐點性(xing)能(neng)，顯然此合金在此類介質中耐蝕性(xing)欠佳(jia)。

  4. 應力(li)腐蝕

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

三(san)、力(li)學性能

    0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金的室溫力學性能件表 2-4-84。

四、物流性能

  表2-4-85 為0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金的物理性能。

五、熱冷加工及成型性能(neng)

  此合(he)金的熱成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)溫度為(wei)927~1065℃,不宜在(zai)晶(jing)間(jian)腐蝕敏感溫度（650℃)下進行(xing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)操作(zuo)，如果在(zai)高于(yu)1065℃成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)，最終成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)應在(zai)870~980℃范圍內進行(xing)，以獲得良(liang)好的耐(nai)晶(jing)間(jian)腐蝕性能。此合(he)金亦適于(yu)冷加工成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)，其性能類似Cr-Ni奧氏體(ti)不銹鋼。

六、熱處理工藝

  此合金適宜的最終(zhong)熱(re)處(chu)理是940℃穩定化(hua)(hua)處(chu)理。中間(jian)退火溫度以高于(yu)1050℃固溶軟化(hua)(hua)退火溫度為宜。

七、焊(han)接性能

  可以采用(yong)通常的焊(han)接方(fang)法焊(han)接，推薦采用(yong)鎳基焊(han)絲（00Cr22Ni61Mo9Nb)。

八、應(ying)用

  由于此(ci)合(he)金的耐蝕(shi)適應(ying)(ying)性廣泛(fan)，因此(ci)在化學加工工業、熱(re)海水和水冶廠得到(dao)廣泛(fan)應(ying)(ying)用(yong)。主要用(yong)于處理熱(re)硫酸、含氯化物溶液、亞硫酸等環境的熱(re)交換器(qi)、管道(dao)、閥門、泵等。在造紙工業的木漿浸取器(qi)及深源氣井(jing)領域中(zhong)亦得到(dao)廣泛(fan)的應(ying)(ying)用(yong)。