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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(hua)學(xue)成分和組織特(te)點

 合(he)金(jin)的(de)(de)化學(xue)成(cheng)分列于(yu)表2-4-66。合(he)金(jin)成(cheng)分中的(de)(de)鎳當量(liang)和(he)(he)(he)鉻當量(liang)的(de)(de)平(ping)衡(heng)關(guan)系，決定了此合(he)金(jin)在固溶(rong)條件下為純奧(ao)氏體組織。但在中溫時效時，會(hui)(hui)在奧(ao)氏體基體和(he)(he)(he)晶間上析(xi)出碳化物和(he)(he)(he)金(jin)屬間化合(he)物，這些沉淀相會(hui)(hui)危害合(he)金(jin)的(de)(de)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)和(he)(he)(he)耐蝕性(xing)能(neng)。

二(er)、耐(nai)腐蝕性(xing)能

  1. 全面腐蝕

    ①. 大氣 

        此合(he)金耐鄉村、工(gong)業和海洋(yang)環境的(de)大氣腐蝕，但在含(han)氯化(hua)物(wu)高的(de)大氣中，尤其是(shi)在潮(chao)濕的(de)大氣中，此合(he)金會產生(sheng)很淺的(de)點蝕，見表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(gei)出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合(he)金(jin)在(zai)各種(zhong)海水中(zhong)的耐蝕性(xing)。此(ci)合(he)金(jin)在(zai)高速海水中(zhong)耐蝕，在(zai)靜止和低速海水中(zhong)或有污染的海水條件下會產生(sheng)一定的腐蝕。

   ④. 硫酸(suan)

    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(tong)濃(nong)度鹽酸中的實(shi)驗室結果。此合金僅在(zai)室溫(wen)的稀酸溶液(ye)中可以使用(yong)。實(shi)驗表明，充氣加速(su)(su)了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在(zai)鹽酸中的腐蝕，例如在(zai)5mol/L HCl、室溫(wen)、N2飽和的條件下(xia)的腐蝕速(su)(su)率（72h)僅為(wei)0.006mm/a,而在(zai)用(yong)空(kong)氣飽和的酸中卻為(wei)0.53mm/a,耐蝕性(xing)迅(xun)速(su)(su)下(xia)降。

   ⑦. 氫氟(fu)酸和(he)氟(fu)硅(gui)酸

  此合金(jin)在氫(qing)氟(fu)酸(suan)中(zhong)耐蝕(shi)性(xing)不佳，僅在少(shao)數條件下具有中(zhong)等耐蝕(shi)性(xing)，一般不推(tui)薦在純氫(qing)氟(fu)酸(suan)中(zhong)使用。氟(fu)硅酸(suan)的(de)(de)腐蝕(shi)性(xing)較氫(qing)氟(fu)酸(suan)輕，在含有雜(za)質的(de)(de)氟(fu)硅酸(suan)中(zhong)，此合金(jin)耐蝕(shi)性(xing)良好，可以用到60℃。0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在氫(qing)氟(fu)酸(suan)、氟(fu)硅酸(suan)及含氫(qing)氟(fu)酸(suan)介質中(zhong)的(de)(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(zai)(zai)(zai)沸騰溫度(du)的(de)(de)所有濃度(du)的(de)(de)硝(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)（包括66%HNO3)具有良好(hao)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性(xing)。在(zai)(zai)(zai)稀硝(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)可以(yi)使用(yong)到沸點以(yi)上(shang)的(de)(de)溫度(du)，在(zai)(zai)(zai)室溫發煙硝(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)和(he)70℃加緩(huan)蝕(shi)(shi)劑的(de)(de)發煙硝(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)，也呈現(xian)出(chu)較好(hao)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性(xing)。此(ci)合(he)金的(de)(de)耐硝(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)腐蝕(shi)(shi)性(xing)能見(jian)表2-4-77和(he)表2-4-78及圖2-4-48。鑒(jian)于通(tong)常的(de)(de)18-8C-Ni不銹鋼具有良好(hao)的(de)(de)耐硝(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)腐蝕(shi)(shi)性(xing)能，在(zai)(zai)(zai)純(chun)HNO3中(zhong)(zhong)(zhong)不采(cai)用(yong)此(ci)合(he)金。在(zai)(zai)(zai)含有各種雜質和(he)添(tian)加物的(de)(de)HNO3中(zhong)(zhong)(zhong)，OC-21N42M03Cu2Ti呈現(xian)出(chu)良好(hao)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性(xing)，優于Cr-Ni奧氏(shi)體(ti)不銹鋼，常被采(cai)用(yong)，見(jian)表2-4-79。

   ⑩. 有機酸和化合物

   在有(you)(you)機酸(suan)和化合物中(zhong)(zhong)，此合金表(biao)現出(chu)高度的(de)耐蝕性，可(ke)以在很寬的(de)溫度范圍(wei)內(nei)應用。在沸(fei)騰溫度時(shi)，除在10%草(cao)酸(suan)中(zhong)(zhong)外，在大多(duo)數10%的(de)有(you)(you)機酸(suan)中(zhong)(zhong)均耐蝕，在有(you)(you)機加工(gong)(gong)的(de)過程中(zhong)(zhong)也(ye)呈(cheng)現出(chu)優良的(de)耐蝕性，工(gong)(gong)廠試(shi)驗結果見表(biao) 2-4-81 。

  2. 晶(jing)間腐蝕

   在(zai)1150~1204℃固溶(rong)處(chu)理條件下(xia)對晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕不敏(min)感，當中溫敏(min)化(hua)處(chu)理1h時(shi)(shi)，如760℃,在(zai)晶(jing)界(jie)上將(jiang)出現(xian)富鉻的(de)(de)M23C6沉淀，進而導致在(zai)沸騰65%HNO3中的(de)(de)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕。然(ran)而在(zai)敏(min)化(hua)前(qian)940℃穩(wen)定化(hua)處(chu)理1小時(shi)(shi)，可防(fang)止(zhi)(zhi)敏(min)化(hua)引(yin)起的(de)(de)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕。圖2-4-49 指出了(le)原(yuan)始(shi)固溶(rong)退火狀(zhuang)態(tai)和(he)敏(min)化(hua)溫度、時(shi)(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)關(guan)系。顯然(ran)在(zai)65%HNO3的(de)(de)評價(jia)試驗中，940℃穩(wen)定化(hua)處(chu)理將(jiang)延遲在(zai)敏(min)感溫度產生晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕所需的(de)(de)敏(min)化(hua)時(shi)(shi)間(jian)(jian)。研究表明，在(zai)此(ci)(ci)溫度由于(yu)易形(xing)成TiC,可防(fang)止(zhi)(zhi)產生大量的(de)(de)M23C6所引(yin)起的(de)(de)晶(jing)界(jie)鉻貧(pin)化(hua)。同時(shi)(shi)，由于(yu)鉻的(de)(de)高溫下(xia)擴散也將(jiang)減少晶(jing)界(jie)鉻的(de)(de)貧(pin)化(hua)程度，因此(ci)(ci)防(fang)止(zhi)(zhi)或減緩(huan)了(le)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)產生。為此(ci)(ci)目的(de)(de)，此(ci)(ci)合金的(de)(de)工(gong)廠供貨(huo)狀(zhuang)態(tai)可為940℃穩(wen)定化(hua)處(chu)理狀(zhuang)態(tai)。

  3. 點腐蝕

  表2-4-82 列出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在(zai)氧化性(xing)酸性(xing)氯化物中(zhong)的(de)耐點(dian)性(xing)能，顯然此合(he)金在(zai)此類介(jie)質中(zhong)耐蝕性(xing)欠佳。

  4. 應力腐蝕(shi)

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

三、力學(xue)性能(neng)

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

四、物流性能(neng)

  表2-4-85 為0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金的物理性(xing)能。

五、熱冷加工及成型性(xing)能

  此合金的熱成(cheng)型溫度為(wei)927~1065℃,不宜在(zai)晶間腐蝕(shi)敏感溫度（650℃)下進行成(cheng)型操作，如果在(zai)高(gao)于1065℃成(cheng)型，最終成(cheng)型應在(zai)870~980℃范圍(wei)內(nei)進行，以獲得良好的耐晶間腐蝕(shi)性能(neng)。此合金亦適于冷加工成(cheng)型，其(qi)性能(neng)類似Cr-Ni奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)。

六、熱處理工藝

  此合金適宜(yi)的最終熱處理(li)是(shi)940℃穩(wen)定化處理(li)。中間(jian)退(tui)火(huo)溫度以高于1050℃固(gu)溶軟化退(tui)火(huo)溫度為宜(yi)。

七(qi)、焊(han)接性能

  可以采(cai)(cai)用通常的焊接方法(fa)焊接，推薦采(cai)(cai)用鎳(nie)基焊絲（00Cr22Ni61Mo9Nb)。

八、應(ying)用(yong)

  由于此合金的耐蝕適(shi)應性廣泛，因此在(zai)化學加工工業、熱海水(shui)和(he)水(shui)冶(ye)廠得到(dao)廣泛應用(yong)。主(zhu)要用(yong)于處理熱硫酸、含氯化物溶液、亞硫酸等環境(jing)的熱交(jiao)換器、管道、閥門、泵(beng)等。在(zai)造紙工業的木漿浸取器及深源(yuan)氣井領域中亦得到(dao)廣泛的應用(yong)。