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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、化學成分和組(zu)織(zhi)特點

 合(he)(he)(he)金的化(hua)(hua)(hua)學成分列于表2-4-66。合(he)(he)(he)金成分中的鎳當量和(he)鉻當量的平衡關系，決(jue)定了(le)此(ci)合(he)(he)(he)金在固溶(rong)條件下為純奧氏(shi)(shi)體組織。但在中溫時效時，會在奧氏(shi)(shi)體基體和(he)晶(jing)間上析(xi)出碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)和(he)金屬間化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)(he)物(wu)，這些(xie)沉淀相會危害合(he)(he)(he)金的力學性能(neng)(neng)和(he)耐蝕性能(neng)(neng)。

二(er)、耐腐蝕性能

  1. 全面腐蝕(shi)

    ①. 大(da)氣(qi) 

        此(ci)合金(jin)耐鄉村、工(gong)業(ye)和海洋(yang)環境的(de)大氣(qi)(qi)腐(fu)蝕，但在含氯(lv)化物高的(de)大氣(qi)(qi)中(zhong)，尤其(qi)是在潮濕的(de)大氣(qi)(qi)中(zhong)，此(ci)合金(jin)會產生很淺的(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. 海水 

    表(biao)2-4-68給出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金(jin)在(zai)各種(zhong)海水中的耐(nai)蝕(shi)性。此合金(jin)在(zai)高速(su)海水中耐(nai)蝕(shi)，在(zai)靜止和低速(su)海水中或有污染(ran)的海水條件(jian)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(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. 鹽酸 

   表2-4-74列出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在(zai)不同濃度鹽(yan)酸(suan)中(zhong)的(de)(de)實(shi)驗室(shi)結果。此合金僅在(zai)室(shi)溫的(de)(de)稀酸(suan)溶液中(zhong)可以使用。實(shi)驗表明，充氣(qi)加速(su)(su)了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在(zai)鹽(yan)酸(suan)中(zhong)的(de)(de)腐蝕(shi)，例如在(zai)5mol/L HCl、室(shi)溫、N2飽和的(de)(de)條件下的(de)(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)(de)酸(suan)中(zhong)卻為0.53mm/a,耐蝕(shi)性迅速(su)(su)下降。

   ⑦. 氫氟酸(suan)和(he)氟硅酸(suan)

  此合金(jin)在氫(qing)氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)中耐(nai)(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)不佳，僅在少數(shu)條(tiao)件下具有中等耐(nai)(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)，一(yi)般不推薦(jian)在純氫(qing)氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)中使(shi)用。氟(fu)硅酸(suan)(suan)(suan)的腐蝕性(xing)(xing)較氫(qing)氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)輕(qing)，在含(han)有雜質的氟(fu)硅酸(suan)(suan)(suan)中，此合金(jin)耐(nai)(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)良(liang)好，可以用到60℃。0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在氫(qing)氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)、氟(fu)硅酸(suan)(suan)(suan)及(ji)含(han)氫(qing)氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)介質中的耐(nai)(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)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合金在沸騰溫度(du)的(de)(de)(de)(de)所有(you)(you)濃度(du)的(de)(de)(de)(de)硝(xiao)酸中(zhong)(zhong)(zhong)（包括66%HNO3)具有(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性。在稀硝(xiao)酸中(zhong)(zhong)(zhong)可以使(shi)用(yong)到(dao)沸點以上的(de)(de)(de)(de)溫度(du)，在室溫發煙硝(xiao)酸和70℃加緩蝕(shi)劑的(de)(de)(de)(de)發煙硝(xiao)酸中(zhong)(zhong)(zhong)，也呈現(xian)出較好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性。此合金的(de)(de)(de)(de)耐(nai)硝(xiao)酸腐蝕(shi)性能見表2-4-77和表2-4-78及圖2-4-48。鑒于通常(chang)的(de)(de)(de)(de)18-8C-Ni不銹(xiu)鋼具有(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)硝(xiao)酸腐蝕(shi)性能，在純HNO3中(zhong)(zhong)(zhong)不采用(yong)此合金。在含有(you)(you)各種雜(za)質和添加物的(de)(de)(de)(de)HNO3中(zhong)(zhong)(zhong)，OC-21N42M03Cu2Ti呈現(xian)出良好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性，優(you)于Cr-Ni奧氏體不銹(xiu)鋼，常(chang)被采用(yong)，見表2-4-79。

   ⑩. 有機(ji)酸和化(hua)合物

   在(zai)有機(ji)酸和化(hua)合物中(zhong)，此合金表(biao)現出(chu)高度(du)的耐(nai)蝕性(xing)，可以在(zai)很寬的溫(wen)度(du)范圍內應(ying)用。在(zai)沸騰(teng)溫(wen)度(du)時，除在(zai)10%草酸中(zhong)外(wai)，在(zai)大多數10%的有機(ji)酸中(zhong)均(jun)耐(nai)蝕，在(zai)有機(ji)加工(gong)的過程中(zhong)也呈(cheng)現出(chu)優良的耐(nai)蝕性(xing)，工(gong)廠(chang)試驗結果見表(biao) 2-4-81 。

  2. 晶間腐(fu)蝕

   在(zai)(zai)(zai)1150~1204℃固溶(rong)處理(li)(li)條件下對晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕不敏(min)感，當中(zhong)溫敏(min)化(hua)(hua)(hua)處理(li)(li)1h時(shi)，如760℃,在(zai)(zai)(zai)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)上將出(chu)現(xian)富鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)M23C6沉淀，進而導致在(zai)(zai)(zai)沸騰65%HNO3中(zhong)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕。然(ran)而在(zai)(zai)(zai)敏(min)化(hua)(hua)(hua)前940℃穩定化(hua)(hua)(hua)處理(li)(li)1小時(shi)，可(ke)防(fang)止(zhi)(zhi)敏(min)化(hua)(hua)(hua)引(yin)起的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕。圖2-4-49 指出(chu)了(le)原始固溶(rong)退火狀(zhuang)態和敏(min)化(hua)(hua)(hua)溫度(du)、時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)關系。顯然(ran)在(zai)(zai)(zai)65%HNO3的(de)(de)(de)(de)評價試驗中(zhong)，940℃穩定化(hua)(hua)(hua)處理(li)(li)將延(yan)遲(chi)在(zai)(zai)(zai)敏(min)感溫度(du)產(chan)(chan)生(sheng)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕所需的(de)(de)(de)(de)敏(min)化(hua)(hua)(hua)時(shi)間(jian)。研究表明，在(zai)(zai)(zai)此(ci)溫度(du)由(you)于易(yi)形(xing)成TiC,可(ke)防(fang)止(zhi)(zhi)產(chan)(chan)生(sheng)大量的(de)(de)(de)(de)M23C6所引(yin)起的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)鉻(ge)貧(pin)化(hua)(hua)(hua)。同時(shi)，由(you)于鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)高溫下擴散也將減少(shao)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)貧(pin)化(hua)(hua)(hua)程度(du)，因此(ci)防(fang)止(zhi)(zhi)或(huo)減緩了(le)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕的(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)。為此(ci)目(mu)的(de)(de)(de)(de)，此(ci)合(he)金的(de)(de)(de)(de)工廠(chang)供貨狀(zhuang)態可(ke)為940℃穩定化(hua)(hua)(hua)處理(li)(li)狀(zhuang)態。

  3. 點(dian)腐蝕

  表2-4-82 列出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在氧化性(xing)(xing)(xing)酸性(xing)(xing)(xing)氯(lv)化物中的耐(nai)點(dian)性(xing)(xing)(xing)能，顯然(ran)此合金在此類介(jie)質(zhi)中耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(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(san)、力(li)學性(xing)能(neng)

    0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金的室溫力學(xue)性能件(jian)表 2-4-84。

四、物流性能

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

五、熱冷加工及成型(xing)性能

  此合(he)金的熱成型溫度為(wei)927~1065℃,不宜在晶間腐(fu)蝕敏感(gan)溫度（650℃)下進行成型操作(zuo)，如(ru)果在高(gao)于(yu)1065℃成型，最終成型應在870~980℃范圍內進行，以(yi)獲得良好(hao)的耐(nai)晶間腐(fu)蝕性(xing)能。此合(he)金亦適(shi)于(yu)冷(leng)加工成型，其性(xing)能類似Cr-Ni奧氏體不銹鋼。

六、熱處理工藝(yi)

  此(ci)合金適宜的最終熱處(chu)理是(shi)940℃穩定化處(chu)理。中間退火溫度(du)以高(gao)于1050℃固溶軟化退火溫度(du)為宜。

七、焊接(jie)性能(neng)

  可(ke)以采(cai)用(yong)通常的焊(han)接方法焊(han)接，推薦采(cai)用(yong)鎳基(ji)焊(han)絲（00Cr22Ni61Mo9Nb)。

八(ba)、應用

  由于此(ci)合金的(de)耐蝕適(shi)應性廣泛(fan)，因此(ci)在化(hua)學加工工業(ye)、熱海水和水冶廠得(de)到(dao)(dao)廣泛(fan)應用(yong)。主要用(yong)于處理熱硫(liu)酸、含氯化(hua)物溶液、亞硫(liu)酸等環境的(de)熱交換器(qi)、管道、閥門、泵等。在造紙(zhi)工業(ye)的(de)木漿浸(jin)取器(qi)及深源氣井領域中(zhong)亦得(de)到(dao)(dao)廣泛(fan)的(de)應用(yong)。