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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、化學成(cheng)分和組(zu)織特點

 合金的化(hua)(hua)學成分列于表(biao)2-4-66。合金成分中的鎳(nie)當(dang)量(liang)和(he)鉻當(dang)量(liang)的平衡關系，決(jue)定(ding)了此合金在固溶條件(jian)下為純奧氏體(ti)組(zu)織。但在中溫時效時，會在奧氏體(ti)基體(ti)和(he)晶間上析(xi)出碳化(hua)(hua)物(wu)和(he)金屬間化(hua)(hua)合物(wu)，這些(xie)沉淀(dian)相會危害合金的力(li)學性(xing)能和(he)耐蝕(shi)性(xing)能。

二、耐(nai)腐蝕(shi)性能(neng)

  1. 全面腐蝕

    ①. 大氣 

        此合金耐鄉村、工(gong)業和海洋環境(jing)的(de)大氣腐(fu)蝕(shi)，但在含氯化物高的(de)大氣中，尤其是(shi)在潮(chao)濕的(de)大氣中，此合金會產生很淺(qian)的(de)點蝕(shi)，見表2-4-67。

   ②. 淡(dan)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. 海水(shui) 

    表2-4-68給出了(le)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合(he)金在各種海(hai)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)耐蝕性。此合(he)金在高(gao)速海(hai)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)耐蝕，在靜止和低速海(hai)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)或有(you)污染(ran)的(de)(de)海(hai)水(shui)(shui)(shui)條(tiao)件下(xia)會產生一定(ding)的(de)(de)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(yan)酸 

   表(biao)2-4-74列(lie)出(chu)了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在(zai)(zai)不同濃(nong)度鹽酸中(zhong)(zhong)的(de)實(shi)驗室結(jie)果。此合金僅在(zai)(zai)室溫(wen)的(de)稀酸溶液(ye)中(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)使用(yong)。實(shi)驗表(biao)明(ming)，充(chong)氣加(jia)速了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在(zai)(zai)鹽酸中(zhong)(zhong)的(de)腐蝕，例(li)如在(zai)(zai)5mol/L HCl、室溫(wen)、N2飽和的(de)條件下的(de)腐蝕速率（72h)僅為0.006mm/a,而在(zai)(zai)用(yong)空氣飽和的(de)酸中(zhong)(zhong)卻為0.53mm/a,耐(nai)蝕性迅速下降。

   ⑦. 氫氟(fu)酸和(he)氟(fu)硅酸

  此(ci)合金在氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)中(zhong)耐蝕(shi)性(xing)不佳，僅(jin)在少數條件(jian)下具有(you)中(zhong)等耐蝕(shi)性(xing)，一般不推(tui)薦在純氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)中(zhong)使(shi)用(yong)。氟(fu)(fu)(fu)硅酸(suan)的(de)腐(fu)蝕(shi)性(xing)較(jiao)氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)輕，在含有(you)雜質的(de)氟(fu)(fu)(fu)硅酸(suan)中(zhong)，此(ci)合金耐蝕(shi)性(xing)良好(hao)，可以用(yong)到60℃。0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)、氟(fu)(fu)(fu)硅酸(suan)及(ji)含氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)介質中(zhong)的(de)耐蝕(shi)性(xing)見表(biao)2-4-75。

   ⑧. 亞硫酸(suan)

   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(zai)沸騰溫(wen)度的(de)(de)(de)所有濃度的(de)(de)(de)硝(xiao)酸中（包括66%HNO3)具(ju)有良(liang)好的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)。在(zai)稀硝(xiao)酸中可以(yi)使用到沸點(dian)以(yi)上的(de)(de)(de)溫(wen)度，在(zai)室溫(wen)發煙硝(xiao)酸和(he)70℃加(jia)緩蝕(shi)(shi)劑的(de)(de)(de)發煙硝(xiao)酸中，也呈(cheng)現出較好的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)。此合金的(de)(de)(de)耐(nai)硝(xiao)酸腐蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)見表(biao)2-4-77和(he)表(biao)2-4-78及(ji)圖(tu)2-4-48。鑒于通常的(de)(de)(de)18-8C-Ni不銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有良(liang)好的(de)(de)(de)耐(nai)硝(xiao)酸腐蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)，在(zai)純(chun)HNO3中不采(cai)用此合金。在(zai)含(han)有各種雜質和(he)添(tian)加(jia)物的(de)(de)(de)HNO3中，OC-21N42M03Cu2Ti呈(cheng)現出良(liang)好的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)，優于Cr-Ni奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)，常被采(cai)用，見表(biao)2-4-79。

   ⑩. 有(you)機酸和化合物(wu)

   在有(you)機(ji)酸和化合(he)物中(zhong)，此合(he)金表(biao)現(xian)出高(gao)度的(de)耐蝕(shi)性，可以在很寬的(de)溫度范圍內應用。在沸騰溫度時，除在10%草酸中(zhong)外，在大多數10%的(de)有(you)機(ji)酸中(zhong)均(jun)耐蝕(shi)，在有(you)機(ji)加工(gong)的(de)過程中(zhong)也呈現(xian)出優良的(de)耐蝕(shi)性，工(gong)廠(chang)試驗(yan)結果見表(biao) 2-4-81 。

  2. 晶間腐蝕

   在(zai)(zai)1150~1204℃固(gu)溶處(chu)理(li)條件下(xia)對晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)不敏(min)感，當中(zhong)溫敏(min)化(hua)處(chu)理(li)1h時(shi)，如760℃,在(zai)(zai)晶(jing)界上將(jiang)(jiang)出現富鉻的(de)M23C6沉(chen)淀，進而導(dao)致(zhi)在(zai)(zai)沸(fei)騰65%HNO3中(zhong)的(de)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)。然(ran)而在(zai)(zai)敏(min)化(hua)前940℃穩定化(hua)處(chu)理(li)1小時(shi)，可(ke)防止敏(min)化(hua)引(yin)起的(de)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)。圖2-4-49 指出了原始固(gu)溶退火(huo)狀態(tai)(tai)和敏(min)化(hua)溫度(du)(du)、時(shi)間(jian)的(de)關系。顯然(ran)在(zai)(zai)65%HNO3的(de)評價試驗中(zhong)，940℃穩定化(hua)處(chu)理(li)將(jiang)(jiang)延遲在(zai)(zai)敏(min)感溫度(du)(du)產(chan)生晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)所需的(de)敏(min)化(hua)時(shi)間(jian)。研究表明(ming)，在(zai)(zai)此(ci)溫度(du)(du)由于易形成TiC,可(ke)防止產(chan)生大量的(de)M23C6所引(yin)起的(de)晶(jing)界鉻貧(pin)化(hua)。同時(shi)，由于鉻的(de)高溫下(xia)擴散也將(jiang)(jiang)減少晶(jing)界鉻的(de)貧(pin)化(hua)程(cheng)度(du)(du)，因此(ci)防止或(huo)減緩了晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)的(de)產(chan)生。為(wei)此(ci)目的(de)，此(ci)合金(jin)的(de)工(gong)廠供貨狀態(tai)(tai)可(ke)為(wei)940℃穩定化(hua)處(chu)理(li)狀態(tai)(tai)。

  3. 點腐蝕

  表2-4-82 列出了(le)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在氧化性(xing)酸性(xing)氯(lv)化物中(zhong)(zhong)的耐點性(xing)能，顯然此合金在此類介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong)耐蝕性(xing)欠佳(jia)。

  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(wen)力(li)學性能件表(biao) 2-4-84。

四、物(wu)流性能

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

五(wu)、熱冷加工及成型性能

  此(ci)合(he)金的熱(re)成型溫度(du)為927~1065℃,不宜在晶(jing)間腐蝕敏(min)感溫度(du)（650℃)下進行成型操作，如(ru)果在高于1065℃成型，最終(zhong)成型應在870~980℃范(fan)圍(wei)內進行，以獲得良好的耐晶(jing)間腐蝕性(xing)能(neng)。此(ci)合(he)金亦適(shi)于冷(leng)加工成型，其性(xing)能(neng)類似Cr-Ni奧(ao)氏(shi)體不銹鋼。

六(liu)、熱處理工藝

  此合(he)金(jin)適宜(yi)(yi)的最終熱處理(li)是940℃穩定(ding)化(hua)處理(li)。中間退(tui)火(huo)溫度以高(gao)于(yu)1050℃固溶軟化(hua)退(tui)火(huo)溫度為(wei)宜(yi)(yi)。

七、焊接性能

  可以采用(yong)通常的焊接方法(fa)焊接，推(tui)薦采用(yong)鎳基焊絲（00Cr22Ni61Mo9Nb)。

八、應用

  由于(yu)此合金(jin)的(de)耐蝕(shi)適應性廣(guang)泛，因此在化學(xue)加(jia)工(gong)工(gong)業、熱海水和水冶廠得(de)到(dao)廣(guang)泛應用。主(zhu)要用于(yu)處理熱硫酸、含氯化物溶(rong)液(ye)、亞硫酸等環(huan)境的(de)熱交(jiao)換器、管(guan)道、閥門、泵等。在造(zao)紙工(gong)業的(de)木漿浸取器及深(shen)源氣井領域中(zhong)亦得(de)到(dao)廣(guang)泛的(de)應用。