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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(fen)和組織特點

 合(he)金(jin)(jin)的化學成(cheng)分列于表(biao)2-4-66。合(he)金(jin)(jin)成(cheng)分中的鎳當(dang)量和(he)鉻當(dang)量的平衡關系，決定(ding)了(le)此合(he)金(jin)(jin)在固溶條(tiao)件下為純奧(ao)氏體組織。但在中溫時效(xiao)時，會在奧(ao)氏體基(ji)體和(he)晶間(jian)上(shang)析出碳化物和(he)金(jin)(jin)屬間(jian)化合(he)物，這(zhe)些沉淀相會危害(hai)合(he)金(jin)(jin)的力學性能(neng)(neng)和(he)耐蝕性能(neng)(neng)。

二、耐腐蝕(shi)性能(neng)

  1. 全面腐蝕(shi)

    ①. 大(da)氣 

        此合金(jin)耐(nai)鄉村(cun)、工業和海洋(yang)環(huan)境的大氣腐(fu)蝕(shi)(shi)，但(dan)在(zai)含(han)氯化(hua)物高(gao)的大氣中(zhong)，尤(you)其是在(zai)潮濕(shi)的大氣中(zhong)，此合金(jin)會產生很淺(qian)的點蝕(shi)(shi)，見表2-4-67。

   ②. 淡(dan)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(shui) 

    表2-4-68給(gei)出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在(zai)(zai)各(ge)種海(hai)(hai)(hai)水(shui)中的耐蝕性(xing)。此合金在(zai)(zai)高速海(hai)(hai)(hai)水(shui)中耐蝕，在(zai)(zai)靜止和低速海(hai)(hai)(hai)水(shui)中或有污染的海(hai)(hai)(hai)水(shui)條件下會產生一定的腐蝕。

   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(biao)2-4-74列出了(le)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在不(bu)同(tong)濃度(du)鹽酸(suan)(suan)中的(de)實驗室結果。此合金僅在室溫的(de)稀酸(suan)(suan)溶液中可以使用。實驗表(biao)明，充氣加速(su)了(le)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在鹽酸(suan)(suan)中的(de)腐蝕(shi)(shi)，例如在5mol/L HCl、室溫、N2飽和的(de)條件下(xia)的(de)腐蝕(shi)(shi)速(su)率（72h)僅為(wei)0.006mm/a,而(er)在用空(kong)氣飽和的(de)酸(suan)(suan)中卻為(wei)0.53mm/a,耐蝕(shi)(shi)性迅速(su)下(xia)降。

   ⑦. 氫氟(fu)酸和氟(fu)硅(gui)酸

  此合金(jin)在(zai)(zai)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸(suan)中耐(nai)(nai)蝕性(xing)不佳，僅在(zai)(zai)少數條件下具有(you)(you)中等耐(nai)(nai)蝕性(xing)，一般不推薦在(zai)(zai)純氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸(suan)中使用。氟(fu)(fu)硅酸(suan)的(de)腐蝕性(xing)較氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸(suan)輕，在(zai)(zai)含(han)有(you)(you)雜質的(de)氟(fu)(fu)硅酸(suan)中，此合金(jin)耐(nai)(nai)蝕性(xing)良(liang)好，可以用到60℃。0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在(zai)(zai)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸(suan)、氟(fu)(fu)硅酸(suan)及(ji)含(han)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸(suan)介質中的(de)耐(nai)(nai)蝕性(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合金(jin)在(zai)沸騰溫度的(de)所有(you)濃(nong)度的(de)硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)中（包括(kuo)66%HNO3)具有(you)良(liang)好的(de)耐蝕(shi)性。在(zai)稀硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)中可以(yi)使用(yong)到沸點以(yi)上(shang)的(de)溫度，在(zai)室溫發煙硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)和(he)(he)70℃加緩蝕(shi)劑的(de)發煙硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)中，也呈(cheng)現(xian)出較好的(de)耐蝕(shi)性。此(ci)合金(jin)的(de)耐硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)腐(fu)蝕(shi)性能見表2-4-77和(he)(he)表2-4-78及圖2-4-48。鑒于通常的(de)18-8C-Ni不(bu)銹鋼具有(you)良(liang)好的(de)耐硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)腐(fu)蝕(shi)性能，在(zai)純HNO3中不(bu)采用(yong)此(ci)合金(jin)。在(zai)含有(you)各種雜質(zhi)和(he)(he)添加物的(de)HNO3中，OC-21N42M03Cu2Ti呈(cheng)現(xian)出良(liang)好的(de)耐蝕(shi)性，優于Cr-Ni奧氏(shi)體不(bu)銹鋼，常被采用(yong)，見表2-4-79。

   ⑩. 有機(ji)酸(suan)和化合(he)物

   在(zai)(zai)有機(ji)酸和(he)化合(he)物中，此合(he)金表(biao)現(xian)出(chu)高(gao)度(du)的耐(nai)(nai)蝕(shi)性，可以在(zai)(zai)很寬的溫度(du)范圍內(nei)應(ying)用。在(zai)(zai)沸(fei)騰溫度(du)時，除在(zai)(zai)10%草酸中外，在(zai)(zai)大多(duo)數(shu)10%的有機(ji)酸中均(jun)耐(nai)(nai)蝕(shi)，在(zai)(zai)有機(ji)加工的過程中也呈現(xian)出(chu)優良(liang)的耐(nai)(nai)蝕(shi)性，工廠試驗結果(guo)見表(biao) 2-4-81 。

  2. 晶間(jian)腐蝕(shi)

   在(zai)1150~1204℃固溶處理條件下對晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)不敏(min)(min)(min)(min)感(gan)，當(dang)中(zhong)溫敏(min)(min)(min)(min)化(hua)(hua)處理1h時(shi)，如760℃,在(zai)晶(jing)(jing)(jing)界上將出現富鉻(ge)(ge)的(de)M23C6沉(chen)淀，進而(er)導致在(zai)沸騰(teng)65%HNO3中(zhong)的(de)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)。然而(er)在(zai)敏(min)(min)(min)(min)化(hua)(hua)前940℃穩(wen)定化(hua)(hua)處理1小時(shi)，可防(fang)止(zhi)敏(min)(min)(min)(min)化(hua)(hua)引起(qi)(qi)的(de)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)。圖2-4-49 指出了(le)原始固溶退火狀(zhuang)(zhuang)態和敏(min)(min)(min)(min)化(hua)(hua)溫度(du)、時(shi)間(jian)(jian)的(de)關系。顯(xian)然在(zai)65%HNO3的(de)評價試驗中(zhong)，940℃穩(wen)定化(hua)(hua)處理將延遲在(zai)敏(min)(min)(min)(min)感(gan)溫度(du)產(chan)(chan)(chan)生晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)所(suo)需的(de)敏(min)(min)(min)(min)化(hua)(hua)時(shi)間(jian)(jian)。研究表明(ming)，在(zai)此(ci)溫度(du)由于(yu)易形成(cheng)TiC,可防(fang)止(zhi)產(chan)(chan)(chan)生大(da)量的(de)M23C6所(suo)引起(qi)(qi)的(de)晶(jing)(jing)(jing)界鉻(ge)(ge)貧化(hua)(hua)。同時(shi)，由于(yu)鉻(ge)(ge)的(de)高溫下擴散也(ye)將減少晶(jing)(jing)(jing)界鉻(ge)(ge)的(de)貧化(hua)(hua)程度(du)，因此(ci)防(fang)止(zhi)或減緩了(le)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)產(chan)(chan)(chan)生。為此(ci)目的(de)，此(ci)合金的(de)工廠供貨狀(zhuang)(zhuang)態可為940℃穩(wen)定化(hua)(hua)處理狀(zhuang)(zhuang)態。

  3. 點腐蝕

  表2-4-82 列(lie)出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在氧化(hua)性(xing)酸性(xing)氯化(hua)物中(zhong)的耐(nai)點性(xing)能，顯然此合金(jin)在此類(lei)介質中(zhong)耐(nai)蝕性(xing)欠佳。

  4. 應力(li)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)、力學性能

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

四、物流性能

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

五、熱冷(leng)加工及成型性能

  此合(he)金(jin)的(de)熱(re)成型(xing)溫(wen)度為927~1065℃,不宜在(zai)(zai)晶間腐蝕敏(min)感溫(wen)度（650℃)下進行(xing)成型(xing)操(cao)作(zuo)，如果在(zai)(zai)高于1065℃成型(xing)，最終(zhong)成型(xing)應在(zai)(zai)870~980℃范圍內進行(xing)，以獲得良(liang)好的(de)耐晶間腐蝕性能(neng)。此合(he)金(jin)亦(yi)適于冷加工成型(xing)，其性能(neng)類似Cr-Ni奧氏體不銹鋼。

六、熱處理工藝

  此合金適宜的最(zui)終熱(re)處理是940℃穩(wen)定化(hua)處理。中間退火(huo)溫度以高(gao)于1050℃固溶軟(ruan)化(hua)退火(huo)溫度為宜。

七、焊接性能

  可以采(cai)(cai)用通常的焊(han)(han)接方法(fa)焊(han)(han)接，推(tui)薦(jian)采(cai)(cai)用鎳(nie)基焊(han)(han)絲(si)（00Cr22Ni61Mo9Nb)。

八、應(ying)用

  由于此合金的耐(nai)蝕適應性廣泛，因(yin)此在化學加工(gong)工(gong)業、熱海水和水冶廠(chang)得到廣泛應用(yong)。主要(yao)用(yong)于處理熱硫(liu)酸、含氯化物溶液、亞硫(liu)酸等環(huan)境的熱交(jiao)換器(qi)、管道、閥門、泵等。在造紙工(gong)業的木漿浸取(qu)器(qi)及深(shen)源氣井領(ling)域中亦(yi)得到廣泛的應用(yong)。