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NS 142 (Incoloy 825)

 （0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti ）、NS 142、Incoloy 825合(he)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、化學成分和組織特點

 合(he)(he)金的(de)化學成分(fen)列于(yu)表2-4-66。合(he)(he)金成分(fen)中的(de)鎳當量(liang)和鉻當量(liang)的(de)平衡關系(xi)，決(jue)定了此合(he)(he)金在(zai)固溶(rong)條件下為純奧氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)織。但在(zai)中溫時(shi)效時(shi)，會(hui)在(zai)奧氏(shi)體(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)和晶間(jian)上析出碳(tan)化物和金屬間(jian)化合(he)(he)物，這些沉淀相會(hui)危害合(he)(he)金的(de)力學性(xing)能和耐蝕(shi)性(xing)能。

二、耐腐蝕性能

  1. 全面(mian)腐蝕

    ①. 大氣 

        此合金耐鄉村、工業和海洋(yang)環境的大氣腐蝕，但在含氯化(hua)物高的大氣中，尤其是在潮濕的大氣中，此合金會(hui)產生很淺的點蝕，見表(biao)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)各種海(hai)水(shui)(shui)中的耐(nai)蝕性。此合金在(zai)(zai)高速(su)海(hai)水(shui)(shui)中耐(nai)蝕，在(zai)(zai)靜止和低速(su)海(hai)水(shui)(shui)中或有污染的海(hai)水(shui)(shui)條件下會產生一(yi)定的腐蝕。

   ④. 硫(liu)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(lie)出(chu)了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金(jin)在不同濃度(du)鹽酸(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)實(shi)驗室結果。此合金(jin)僅(jin)在室溫(wen)的(de)稀酸(suan)溶液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)以使用(yong)。實(shi)驗表明，充氣(qi)加速(su)了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在鹽酸(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)腐(fu)蝕(shi)，例(li)如(ru)在5mol/L HCl、室溫(wen)、N2飽(bao)和的(de)條件下的(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)率（72h)僅(jin)為(wei)0.006mm/a,而在用(yong)空氣(qi)飽(bao)和的(de)酸(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)卻為(wei)0.53mm/a,耐蝕(shi)性迅速(su)下降(jiang)。

   ⑦. 氫氟酸(suan)(suan)和氟硅酸(suan)(suan)

  此合金(jin)(jin)在(zai)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸中(zhong)耐(nai)蝕(shi)性不佳，僅(jin)在(zai)少數(shu)條件下具有中(zhong)等(deng)耐(nai)蝕(shi)性，一(yi)般不推(tui)薦在(zai)純(chun)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸中(zhong)使用(yong)。氟(fu)(fu)硅酸的(de)腐(fu)蝕(shi)性較氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸輕，在(zai)含(han)有雜(za)質的(de)氟(fu)(fu)硅酸中(zhong)，此合金(jin)(jin)耐(nai)蝕(shi)性良好，可以用(yong)到60℃。0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在(zai)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸、氟(fu)(fu)硅酸及含(han)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸介質中(zhong)的(de)耐(nai)蝕(shi)性見表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合金在沸(fei)騰溫(wen)度(du)的(de)所有濃度(du)的(de)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)（包括66%HNO3)具有良好(hao)的(de)耐蝕性(xing)(xing)(xing)。在稀硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)可以(yi)使用到(dao)沸(fei)點以(yi)上的(de)溫(wen)度(du)，在室溫(wen)發煙硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)和70℃加緩蝕劑的(de)發煙硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，也(ye)呈(cheng)現出(chu)較好(hao)的(de)耐蝕性(xing)(xing)(xing)。此合金的(de)耐硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)能見表(biao)2-4-77和表(biao)2-4-78及圖2-4-48。鑒于(yu)通常的(de)18-8C-Ni不(bu)銹鋼具有良好(hao)的(de)耐硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)能，在純HNO3中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)不(bu)采用此合金。在含有各種雜質和添加物的(de)HNO3中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，OC-21N42M03Cu2Ti呈(cheng)現出(chu)良好(hao)的(de)耐蝕性(xing)(xing)(xing)，優(you)于(yu)Cr-Ni奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼，常被(bei)采用，見表(biao)2-4-79。

   ⑩. 有機酸和化合物

   在(zai)有(you)(you)機酸和化合(he)物中(zhong)(zhong)，此(ci)合(he)金表(biao)現出(chu)高(gao)度的耐蝕性(xing)，可(ke)以在(zai)很寬的溫度范圍內(nei)應用。在(zai)沸騰溫度時，除在(zai)10%草酸中(zhong)(zhong)外，在(zai)大多數10%的有(you)(you)機酸中(zhong)(zhong)均耐蝕，在(zai)有(you)(you)機加工(gong)的過程(cheng)中(zhong)(zhong)也呈(cheng)現出(chu)優良(liang)的耐蝕性(xing)，工(gong)廠試驗結果(guo)見表(biao) 2-4-81 。

  2. 晶間腐蝕

   在(zai)1150~1204℃固溶處(chu)理條(tiao)件下(xia)對晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)不敏(min)(min)感，當中(zhong)溫敏(min)(min)化(hua)(hua)處(chu)理1h時(shi)，如(ru)760℃,在(zai)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界上將出(chu)現富鉻(ge)的(de)(de)M23C6沉淀，進而導致在(zai)沸騰65%HNO3中(zhong)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。然(ran)而在(zai)敏(min)(min)化(hua)(hua)前940℃穩(wen)(wen)定(ding)(ding)化(hua)(hua)處(chu)理1小時(shi)，可(ke)防(fang)(fang)止(zhi)敏(min)(min)化(hua)(hua)引起的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。圖2-4-49 指出(chu)了原始固溶退(tui)火(huo)狀(zhuang)態和敏(min)(min)化(hua)(hua)溫度、時(shi)間(jian)的(de)(de)關系。顯(xian)然(ran)在(zai)65%HNO3的(de)(de)評價試驗中(zhong)，940℃穩(wen)(wen)定(ding)(ding)化(hua)(hua)處(chu)理將延遲在(zai)敏(min)(min)感溫度產生晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)所(suo)(suo)需的(de)(de)敏(min)(min)化(hua)(hua)時(shi)間(jian)。研究表明，在(zai)此(ci)(ci)溫度由于(yu)易形(xing)成TiC,可(ke)防(fang)(fang)止(zhi)產生大量的(de)(de)M23C6所(suo)(suo)引起的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界鉻(ge)貧(pin)化(hua)(hua)。同時(shi)，由于(yu)鉻(ge)的(de)(de)高溫下(xia)擴散也將減少晶(jing)(jing)(jing)(jing)界鉻(ge)的(de)(de)貧(pin)化(hua)(hua)程(cheng)度，因此(ci)(ci)防(fang)(fang)止(zhi)或減緩(huan)了晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)產生。為此(ci)(ci)目的(de)(de)，此(ci)(ci)合金(jin)的(de)(de)工(gong)廠供貨狀(zhuang)態可(ke)為940℃穩(wen)(wen)定(ding)(ding)化(hua)(hua)處(chu)理狀(zhuang)態。

  3. 點腐蝕(shi)

  表2-4-82 列出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在氧(yang)化性(xing)(xing)酸性(xing)(xing)氯化物中(zhong)的耐(nai)點(dian)性(xing)(xing)能，顯然此合金在此類介(jie)質中(zhong)耐(nai)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、力學性能

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

四、物流性(xing)能(neng)

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

五、熱冷加(jia)工及成型(xing)性能

  此合金(jin)的熱成(cheng)型溫度為927~1065℃,不宜在晶間腐(fu)(fu)蝕敏(min)感溫度（650℃)下進(jin)行成(cheng)型操作，如果(guo)在高于(yu)1065℃成(cheng)型，最終成(cheng)型應在870~980℃范圍內進(jin)行，以(yi)獲得良好(hao)的耐晶間腐(fu)(fu)蝕性(xing)能。此合金(jin)亦適于(yu)冷加(jia)工(gong)成(cheng)型，其性(xing)能類(lei)似Cr-Ni奧氏(shi)體(ti)不銹鋼。

六、熱處理工(gong)藝

  此合金適宜的(de)最終熱(re)處(chu)理是940℃穩定化處(chu)理。中(zhong)間(jian)退火溫度以(yi)高于1050℃固溶軟化退火溫度為宜。

七、焊接性(xing)能

  可以采用(yong)通常的焊接(jie)方(fang)法(fa)焊接(jie)，推薦采用(yong)鎳基焊絲（00Cr22Ni61Mo9Nb)。

八、應用

  由于此合金(jin)的耐蝕適應(ying)性(xing)廣泛(fan)，因此在化學加工工業、熱(re)海水(shui)和水(shui)冶廠得到廣泛(fan)應(ying)用。主要用于處理熱(re)硫酸、含氯化物溶液、亞硫酸等環(huan)境的熱(re)交換器(qi)、管(guan)道(dao)、閥(fa)門、泵等。在造(zao)紙工業的木漿浸(jin)取器(qi)及深(shen)源氣井(jing)領域中亦(yi)得到廣泛(fan)的應(ying)用。