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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

 合金的(de)化學(xue)成(cheng)(cheng)分(fen)列于表2-4-66。合金成(cheng)(cheng)分(fen)中的(de)鎳當(dang)量和(he)鉻當(dang)量的(de)平衡關系，決定了此合金在(zai)固(gu)溶條件下為純奧氏(shi)(shi)體組織。但(dan)在(zai)中溫時(shi)效時(shi)，會在(zai)奧氏(shi)(shi)體基體和(he)晶間上析出(chu)碳化物和(he)金屬間化合物，這些沉淀相會危害合金的(de)力學(xue)性能(neng)和(he)耐蝕性能(neng)。

二(er)、耐腐(fu)蝕性能(neng)

  1. 全面腐蝕

    ①. 大氣(qi) 

        此(ci)(ci)合金耐鄉村、工業(ye)和(he)海洋環境的(de)(de)大(da)(da)氣腐蝕，但(dan)在(zai)含氯化物高的(de)(de)大(da)(da)氣中，尤其是在(zai)潮濕的(de)(de)大(da)(da)氣中，此(ci)(ci)合金會產生很淺的(de)(de)點蝕，見表2-4-67。

   ②. 淡水(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(biao)2-4-68給(gei)出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合(he)金在(zai)各種海(hai)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的耐蝕(shi)性(xing)。此(ci)合(he)金在(zai)高速(su)海(hai)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)耐蝕(shi)，在(zai)靜(jing)止和(he)低(di)速(su)海(hai)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)或有污染的海(hai)水(shui)(shui)條件下(xia)會產生一定(ding)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

    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0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在不同濃度鹽酸(suan)中的實驗室(shi)結果(guo)。此(ci)合金僅在室(shi)溫的稀酸(suan)溶液中可以使用(yong)。實驗表(biao)明，充氣加速了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在鹽酸(suan)中的腐(fu)蝕，例如在5mol/L HCl、室(shi)溫、N2飽和(he)的條(tiao)件下(xia)的腐(fu)蝕速率（72h)僅為(wei)0.006mm/a,而在用(yong)空氣飽和(he)的酸(suan)中卻為(wei)0.53mm/a,耐蝕性迅速下(xia)降。

   ⑦. 氫氟酸和氟硅酸

  此合金在(zai)(zai)(zai)氫氟(fu)酸(suan)中耐(nai)蝕(shi)性不佳(jia)，僅在(zai)(zai)(zai)少(shao)數(shu)條件下具有中等耐(nai)蝕(shi)性，一般不推薦在(zai)(zai)(zai)純(chun)氫氟(fu)酸(suan)中使用(yong)。氟(fu)硅(gui)酸(suan)的腐蝕(shi)性較(jiao)氫氟(fu)酸(suan)輕，在(zai)(zai)(zai)含(han)有雜質的氟(fu)硅(gui)酸(suan)中，此合金耐(nai)蝕(shi)性良(liang)好，可以用(yong)到(dao)60℃。0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在(zai)(zai)(zai)氫氟(fu)酸(suan)、氟(fu)硅(gui)酸(suan)及含(han)氫氟(fu)酸(suan)介質中的耐(nai)蝕(shi)性見表(biao)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(he)金在(zai)沸騰溫(wen)度(du)的(de)所有(you)濃(nong)度(du)的(de)硝(xiao)(xiao)酸(suan)中(zhong)（包括66%HNO3)具有(you)良好的(de)耐蝕性(xing)。在(zai)稀硝(xiao)(xiao)酸(suan)中(zhong)可以使用(yong)到沸點以上(shang)的(de)溫(wen)度(du)，在(zai)室溫(wen)發(fa)煙硝(xiao)(xiao)酸(suan)和70℃加(jia)緩蝕劑的(de)發(fa)煙硝(xiao)(xiao)酸(suan)中(zhong)，也(ye)呈現出較好的(de)耐蝕性(xing)。此合(he)金的(de)耐硝(xiao)(xiao)酸(suan)腐蝕性(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)18-8C-Ni不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有(you)良好的(de)耐硝(xiao)(xiao)酸(suan)腐蝕性(xing)能(neng)，在(zai)純HNO3中(zhong)不(bu)(bu)采用(yong)此合(he)金。在(zai)含(han)有(you)各種(zhong)雜(za)質和添加(jia)物的(de)HNO3中(zhong)，OC-21N42M03Cu2Ti呈現出良好的(de)耐蝕性(xing)，優于Cr-Ni奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)，常(chang)被采用(yong)，見表2-4-79。

   ⑩. 有機酸和化合(he)物(wu)

   在(zai)(zai)有機(ji)酸(suan)和化合(he)物中，此合(he)金表現出高度(du)(du)的(de)耐(nai)蝕性，可(ke)以在(zai)(zai)很寬的(de)溫度(du)(du)范圍內應(ying)用。在(zai)(zai)沸騰溫度(du)(du)時，除在(zai)(zai)10%草酸(suan)中外，在(zai)(zai)大多數10%的(de)有機(ji)酸(suan)中均(jun)耐(nai)蝕，在(zai)(zai)有機(ji)加工(gong)的(de)過程中也呈現出優良的(de)耐(nai)蝕性，工(gong)廠試驗結(jie)果見表 2-4-81 。

  2. 晶(jing)間(jian)腐蝕

   在(zai)1150~1204℃固溶處(chu)理(li)條件下(xia)對(dui)晶間(jian)腐蝕(shi)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)(shi)，如(ru)760℃,在(zai)晶界上將出(chu)現(xian)富鉻的(de)M23C6沉淀(dian)，進而導致在(zai)沸騰(teng)65%HNO3中的(de)晶間(jian)腐蝕(shi)。然而在(zai)敏(min)(min)(min)(min)化前940℃穩(wen)定(ding)(ding)化處(chu)理(li)1小時(shi)(shi)，可防(fang)止敏(min)(min)(min)(min)化引起的(de)晶間(jian)腐蝕(shi)。圖2-4-49 指(zhi)出(chu)了(le)原始(shi)固溶退火(huo)狀態和敏(min)(min)(min)(min)化溫(wen)(wen)度、時(shi)(shi)間(jian)的(de)關系。顯(xian)然在(zai)65%HNO3的(de)評價試驗中，940℃穩(wen)定(ding)(ding)化處(chu)理(li)將延遲在(zai)敏(min)(min)(min)(min)感溫(wen)(wen)度產生(sheng)晶間(jian)腐蝕(shi)所(suo)需的(de)敏(min)(min)(min)(min)化時(shi)(shi)間(jian)。研究(jiu)表明，在(zai)此(ci)溫(wen)(wen)度由(you)于易形(xing)成TiC,可防(fang)止產生(sheng)大量的(de)M23C6所(suo)引起的(de)晶界鉻貧化。同時(shi)(shi)，由(you)于鉻的(de)高溫(wen)(wen)下(xia)擴散(san)也將減(jian)少晶界鉻的(de)貧化程度，因此(ci)防(fang)止或減(jian)緩了(le)晶間(jian)腐蝕(shi)的(de)產生(sheng)。為此(ci)目的(de)，此(ci)合金的(de)工廠供貨狀態可為940℃穩(wen)定(ding)(ding)化處(chu)理(li)狀態。

  3. 點(dian)腐蝕(shi)

  表2-4-82 列出了(le)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在氧化性(xing)(xing)酸性(xing)(xing)氯化物中的(de)耐點(dian)性(xing)(xing)能(neng)，顯然此合金在此類介質中耐蝕性(xing)(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、力學性能

    0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合(he)金的室(shi)溫力學(xue)性(xing)能(neng)件表 2-4-84。

四、物流性能

  表(biao)2-4-85 為0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金的物理(li)性(xing)能(neng)。

五(wu)、熱冷加工及(ji)成(cheng)型性(xing)能

  此合金(jin)的(de)(de)熱成(cheng)型溫度為927~1065℃,不(bu)宜在晶間(jian)腐蝕(shi)敏(min)感溫度（650℃)下進(jin)(jin)行成(cheng)型操作，如果在高于1065℃成(cheng)型，最終成(cheng)型應在870~980℃范圍內進(jin)(jin)行，以獲得良好的(de)(de)耐晶間(jian)腐蝕(shi)性(xing)能。此合金(jin)亦適于冷加工成(cheng)型，其性(xing)能類似Cr-Ni奧氏體不(bu)銹鋼。

六、熱處理工藝

  此合金適宜的最(zui)終熱處理是940℃穩定(ding)化處理。中間退火溫(wen)(wen)度以高于(yu)1050℃固溶(rong)軟化退火溫(wen)(wen)度為宜。

七(qi)、焊接性能

  可以采用通(tong)常(chang)的焊接方法焊接，推(tui)薦采用鎳基焊絲（00Cr22Ni61Mo9Nb)。

八、應用

  由于此合金的耐蝕(shi)適應性廣(guang)泛(fan)，因此在(zai)(zai)化學加工工業、熱(re)海水(shui)和水(shui)冶(ye)廠(chang)得到廣(guang)泛(fan)應用。主要用于處理熱(re)硫酸、含氯化物(wu)溶液、亞硫酸等環境的熱(re)交換器(qi)、管道、閥門、泵等。在(zai)(zai)造紙工業的木漿(jiang)浸取器(qi)及深源(yuan)氣井領域(yu)中亦得到廣(guang)泛(fan)的應用。