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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、化學成(cheng)分(fen)和(he)組織特點

 合(he)(he)金的化學成(cheng)分列于表2-4-66。合(he)(he)金成(cheng)分中的鎳當(dang)量和鉻當(dang)量的平衡關系，決定了此合(he)(he)金在(zai)固溶條件下為純奧(ao)氏(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)。但在(zai)中溫時效時，會在(zai)奧(ao)氏(shi)體(ti)基體(ti)和晶間上(shang)析出碳化物和金屬間化合(he)(he)物，這些(xie)沉淀相會危害合(he)(he)金的力學性能(neng)和耐蝕性能(neng)。

二、耐腐蝕性能

  1. 全面腐蝕

    ①. 大(da)氣(qi) 

        此(ci)合金耐鄉(xiang)村、工(gong)業和海洋(yang)環境(jing)的(de)(de)大(da)氣(qi)腐蝕(shi)，但在(zai)含氯(lv)化物高的(de)(de)大(da)氣(qi)中，尤其是在(zai)潮濕的(de)(de)大(da)氣(qi)中，此(ci)合金會產生很淺的(de)(de)點蝕(shi)，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2-4-68給出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在(zai)(zai)各種(zhong)海(hai)水(shui)中的(de)耐蝕(shi)性(xing)。此(ci)合金在(zai)(zai)高速海(hai)水(shui)中耐蝕(shi)，在(zai)(zai)靜止(zhi)和低速海(hai)水(shui)中或有污染的(de)海(hai)水(shui)條件下會產生(sheng)一(yi)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(he)金在(zai)不同濃度鹽酸(suan)中(zhong)的(de)(de)實驗(yan)室(shi)結果。此合(he)金僅在(zai)室(shi)溫的(de)(de)稀酸(suan)溶液(ye)中(zhong)可以(yi)使用。實驗(yan)表明，充氣(qi)加速(su)(su)了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在(zai)鹽酸(suan)中(zhong)的(de)(de)腐蝕，例如(ru)在(zai)5mol/L HCl、室(shi)溫、N2飽和(he)(he)的(de)(de)條件下的(de)(de)腐蝕速(su)(su)率（72h)僅為0.006mm/a,而在(zai)用空氣(qi)飽和(he)(he)的(de)(de)酸(suan)中(zhong)卻(que)為0.53mm/a,耐蝕性(xing)迅速(su)(su)下降。

   ⑦. 氫氟(fu)酸(suan)和(he)氟(fu)硅(gui)酸(suan)

  此合金在氫(qing)(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)耐蝕(shi)性(xing)不(bu)佳，僅在少數條(tiao)件下(xia)具有中(zhong)等耐蝕(shi)性(xing)，一般不(bu)推薦在純氫(qing)(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)使用。氟(fu)(fu)(fu)硅酸(suan)(suan)(suan)的(de)腐蝕(shi)性(xing)較(jiao)氫(qing)(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)輕，在含(han)有雜質的(de)氟(fu)(fu)(fu)硅酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)，此合金耐蝕(shi)性(xing)良好，可以用到60℃。0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在氫(qing)(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)、氟(fu)(fu)(fu)硅酸(suan)(suan)(suan)及含(han)氫(qing)(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)介質中(zhong)的(de)耐蝕(shi)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(he)金在沸騰溫(wen)度(du)的(de)(de)所有濃度(du)的(de)(de)硝(xiao)(xiao)酸中(zhong)（包(bao)括(kuo)66%HNO3)具(ju)有良好(hao)的(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)。在稀硝(xiao)(xiao)酸中(zhong)可(ke)以使用(yong)到沸點以上的(de)(de)溫(wen)度(du)，在室溫(wen)發煙硝(xiao)(xiao)酸和(he)(he)70℃加緩蝕(shi)劑的(de)(de)發煙硝(xiao)(xiao)酸中(zhong)，也呈現(xian)出(chu)較好(hao)的(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)。此合(he)金的(de)(de)耐硝(xiao)(xiao)酸腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)見表2-4-77和(he)(he)表2-4-78及圖2-4-48。鑒于通常(chang)的(de)(de)18-8C-Ni不銹鋼具(ju)有良好(hao)的(de)(de)耐硝(xiao)(xiao)酸腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)，在純HNO3中(zhong)不采(cai)用(yong)此合(he)金。在含有各(ge)種雜(za)質(zhi)和(he)(he)添加物的(de)(de)HNO3中(zhong)，OC-21N42M03Cu2Ti呈現(xian)出(chu)良好(hao)的(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)，優于Cr-Ni奧氏(shi)體不銹鋼，常(chang)被(bei)采(cai)用(yong)，見表2-4-79。

   ⑩. 有機(ji)酸和化合物

   在有機(ji)酸(suan)和化合物中(zhong)，此合金表現出(chu)高度的耐(nai)蝕(shi)性，可(ke)以在很寬(kuan)的溫度范(fan)圍內應用。在沸騰溫度時(shi)，除在10%草酸(suan)中(zhong)外，在大多數10%的有機(ji)酸(suan)中(zhong)均耐(nai)蝕(shi)，在有機(ji)加工(gong)的過(guo)程(cheng)中(zhong)也呈現出(chu)優(you)良的耐(nai)蝕(shi)性，工(gong)廠試驗結果見表 2-4-81 。

  2. 晶間(jian)腐蝕(shi)

   在(zai)1150~1204℃固(gu)溶處(chu)理(li)條件(jian)下(xia)對(dui)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)不(bu)敏感(gan)，當中溫(wen)敏化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)1h時，如(ru)760℃,在(zai)晶(jing)(jing)(jing)界上將出現(xian)富鉻的(de)(de)(de)M23C6沉淀，進而(er)導致在(zai)沸騰65%HNO3中的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。然(ran)而(er)在(zai)敏化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)前940℃穩定(ding)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)1小時，可防(fang)止(zhi)敏化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)引起的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。圖2-4-49 指出了原(yuan)始(shi)固(gu)溶退火狀(zhuang)(zhuang)態(tai)和敏化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)、時間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)關系。顯然(ran)在(zai)65%HNO3的(de)(de)(de)評(ping)價試(shi)驗中，940℃穩定(ding)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)將延遲(chi)在(zai)敏感(gan)溫(wen)度(du)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)所需的(de)(de)(de)敏化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)時間(jian)(jian)(jian)。研究(jiu)表明，在(zai)此(ci)(ci)溫(wen)度(du)由(you)于易形(xing)成TiC,可防(fang)止(zhi)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)大量的(de)(de)(de)M23C6所引起的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界鉻貧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。同時，由(you)于鉻的(de)(de)(de)高溫(wen)下(xia)擴散也將減(jian)少晶(jing)(jing)(jing)界鉻的(de)(de)(de)貧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)程(cheng)度(du)，因此(ci)(ci)防(fang)止(zhi)或減(jian)緩了晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)。為(wei)此(ci)(ci)目的(de)(de)(de)，此(ci)(ci)合金的(de)(de)(de)工廠供貨(huo)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)可為(wei)940℃穩定(ding)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)。

  3. 點腐蝕

  表(biao)2-4-82 列出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在氧化性(xing)(xing)酸(suan)性(xing)(xing)氯化物(wu)中(zhong)的(de)耐點(dian)性(xing)(xing)能，顯然此(ci)合金在此(ci)類介(jie)質中(zhong)耐蝕性(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、力(li)學性能

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

四、物流性(xing)能

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

五、熱冷加工及成型性(xing)能

  此合金(jin)的(de)(de)熱成型(xing)溫度為927~1065℃,不宜(yi)在(zai)(zai)晶間腐蝕敏感溫度（650℃)下進(jin)(jin)行成型(xing)操作(zuo)，如果在(zai)(zai)高于1065℃成型(xing)，最終成型(xing)應在(zai)(zai)870~980℃范圍內進(jin)(jin)行，以獲得(de)良好的(de)(de)耐晶間腐蝕性能。此合金(jin)亦適于冷加工成型(xing)，其性能類似(si)Cr-Ni奧氏體不銹鋼。

六、熱處理工藝

  此合金(jin)適宜(yi)的(de)最終熱處理是940℃穩定化(hua)處理。中間(jian)退火溫度(du)以高于1050℃固溶軟化(hua)退火溫度(du)為(wei)宜(yi)。

七、焊接性能(neng)

  可以采用(yong)通(tong)常(chang)的焊(han)接(jie)方法焊(han)接(jie)，推薦(jian)采用(yong)鎳基焊(han)絲(si)（00Cr22Ni61Mo9Nb)。

八(ba)、應用

  由于此(ci)合金的(de)耐蝕適應性廣(guang)泛，因此(ci)在(zai)化學加工工業、熱(re)(re)海水和水冶廠(chang)得到(dao)廣(guang)泛應用。主要用于處理熱(re)(re)硫酸(suan)、含氯化物溶液、亞硫酸(suan)等環境(jing)的(de)熱(re)(re)交(jiao)換器、管道、閥門、泵等。在(zai)造紙工業的(de)木(mu)漿浸取器及深源氣井領域中亦得到(dao)廣(guang)泛的(de)應用。