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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(xue)成分和組織特點

 合金的(de)化學(xue)成分(fen)列(lie)于表2-4-66。合金成分(fen)中(zhong)的(de)鎳當(dang)量和(he)(he)鉻當(dang)量的(de)平衡關系(xi)，決定了(le)此合金在(zai)固溶條件下(xia)為純奧氏體(ti)組織。但在(zai)中(zhong)溫時效時，會在(zai)奧氏體(ti)基體(ti)和(he)(he)晶間上析出碳化物(wu)和(he)(he)金屬間化合物(wu)，這些沉(chen)淀相會危害(hai)合金的(de)力學(xue)性能和(he)(he)耐蝕性能。

二、耐腐蝕性(xing)能

  1. 全面腐蝕

    ①. 大氣 

        此合(he)金(jin)耐(nai)鄉村、工業和(he)海洋環境的(de)大氣腐蝕(shi)，但在(zai)(zai)含氯化物(wu)高(gao)的(de)大氣中(zhong)，尤其是在(zai)(zai)潮濕的(de)大氣中(zhong)，此合(he)金(jin)會產生很淺的(de)點(dian)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(shui) 

    表2-4-68給出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在各種海水(shui)中(zhong)的耐蝕性。此合金在高速海水(shui)中(zhong)耐蝕，在靜止和低速海水(shui)中(zhong)或有污染的海水(shui)條件(jian)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(suan)

    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(suan) 

   表2-4-74列出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在(zai)(zai)不(bu)同濃度鹽酸(suan)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)實驗(yan)室(shi)結果(guo)。此合金僅(jin)在(zai)(zai)室(shi)溫(wen)的(de)(de)(de)(de)稀酸(suan)溶液中(zhong)可以使用。實驗(yan)表明，充氣加速了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在(zai)(zai)鹽酸(suan)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕，例如在(zai)(zai)5mol/L HCl、室(shi)溫(wen)、N2飽和的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件下的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕速率（72h)僅(jin)為(wei)0.006mm/a,而在(zai)(zai)用空氣飽和的(de)(de)(de)(de)酸(suan)中(zhong)卻為(wei)0.53mm/a,耐蝕性迅速下降。

   ⑦. 氫(qing)氟酸和氟硅酸

  此合(he)(he)金在(zai)氫氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)中(zhong)耐蝕性不佳，僅在(zai)少數條(tiao)件下具有(you)中(zhong)等耐蝕性，一(yi)般不推薦(jian)在(zai)純氫氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)中(zhong)使用。氟(fu)(fu)(fu)硅酸(suan)(suan)的(de)腐(fu)蝕性較氫氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)輕，在(zai)含有(you)雜質的(de)氟(fu)(fu)(fu)硅酸(suan)(suan)中(zhong)，此合(he)(he)金耐蝕性良好，可以用到60℃。0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在(zai)氫氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)、氟(fu)(fu)(fu)硅酸(suan)(suan)及含氫氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)介(jie)質中(zhong)的(de)耐蝕性見(jian)表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(he)金在(zai)(zai)沸騰溫度的(de)所有濃度的(de)硝(xiao)酸(suan)中(zhong)（包(bao)括66%HNO3)具有良(liang)(liang)好的(de)耐蝕(shi)性(xing)。在(zai)(zai)稀硝(xiao)酸(suan)中(zhong)可(ke)以使用(yong)到沸點以上(shang)的(de)溫度，在(zai)(zai)室溫發(fa)煙硝(xiao)酸(suan)和(he)70℃加(jia)緩蝕(shi)劑的(de)發(fa)煙硝(xiao)酸(suan)中(zhong)，也(ye)呈現(xian)出較好的(de)耐蝕(shi)性(xing)。此(ci)合(he)金的(de)耐硝(xiao)酸(suan)腐蝕(shi)性(xing)能見表(biao)(biao)2-4-77和(he)表(biao)(biao)2-4-78及圖2-4-48。鑒于通常(chang)的(de)18-8C-Ni不(bu)銹鋼具有良(liang)(liang)好的(de)耐硝(xiao)酸(suan)腐蝕(shi)性(xing)能，在(zai)(zai)純HNO3中(zhong)不(bu)采(cai)用(yong)此(ci)合(he)金。在(zai)(zai)含有各種雜質和(he)添加(jia)物的(de)HNO3中(zhong)，OC-21N42M03Cu2Ti呈現(xian)出良(liang)(liang)好的(de)耐蝕(shi)性(xing)，優于Cr-Ni奧氏體不(bu)銹鋼，常(chang)被采(cai)用(yong)，見表(biao)(biao)2-4-79。

   ⑩. 有機酸和化合物(wu)

   在(zai)(zai)有機酸和化合物(wu)中，此(ci)合金表現出(chu)高度(du)的耐(nai)蝕(shi)(shi)性，可以在(zai)(zai)很(hen)寬(kuan)的溫度(du)范圍(wei)內應用。在(zai)(zai)沸騰溫度(du)時，除(chu)在(zai)(zai)10%草酸中外，在(zai)(zai)大多數10%的有機酸中均耐(nai)蝕(shi)(shi)，在(zai)(zai)有機加(jia)工的過(guo)程中也呈(cheng)現出(chu)優良(liang)的耐(nai)蝕(shi)(shi)性，工廠試驗(yan)結(jie)果(guo)見表 2-4-81 。

  2. 晶(jing)間腐(fu)蝕

   在(zai)(zai)(zai)1150~1204℃固溶(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)條件下(xia)(xia)對晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)不敏感，當中(zhong)溫(wen)敏化(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)1h時(shi)，如760℃,在(zai)(zai)(zai)晶(jing)(jing)界(jie)上(shang)將出現富鉻(ge)的(de)(de)(de)M23C6沉(chen)淀，進而(er)導致(zhi)在(zai)(zai)(zai)沸(fei)騰65%HNO3中(zhong)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)。然(ran)而(er)在(zai)(zai)(zai)敏化(hua)(hua)(hua)前940℃穩(wen)定化(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)1小時(shi)，可防(fang)止敏化(hua)(hua)(hua)引起的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)。圖(tu)2-4-49 指出了原(yuan)始固溶(rong)退火狀(zhuang)態(tai)和敏化(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)、時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)關(guan)系。顯然(ran)在(zai)(zai)(zai)65%HNO3的(de)(de)(de)評價試驗中(zhong)，940℃穩(wen)定化(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)將延遲在(zai)(zai)(zai)敏感溫(wen)度(du)(du)產(chan)生(sheng)(sheng)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)所需的(de)(de)(de)敏化(hua)(hua)(hua)時(shi)間(jian)(jian)。研究表明，在(zai)(zai)(zai)此(ci)溫(wen)度(du)(du)由于易(yi)形成TiC,可防(fang)止產(chan)生(sheng)(sheng)大量(liang)的(de)(de)(de)M23C6所引起的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)鉻(ge)貧(pin)化(hua)(hua)(hua)。同時(shi)，由于鉻(ge)的(de)(de)(de)高溫(wen)下(xia)(xia)擴散(san)也將減少(shao)晶(jing)(jing)界(jie)鉻(ge)的(de)(de)(de)貧(pin)化(hua)(hua)(hua)程度(du)(du)，因此(ci)防(fang)止或(huo)減緩了晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)。為此(ci)目的(de)(de)(de)，此(ci)合金的(de)(de)(de)工廠供貨狀(zhuang)態(tai)可為940℃穩(wen)定化(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)狀(zhuang)態(tai)。

  3. 點腐(fu)蝕

  表(biao)2-4-82 列出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在(zai)氧化性酸性氯化物中(zhong)的耐(nai)點(dian)性能，顯然此合(he)金(jin)在(zai)此類介質中(zhong)耐(nai)蝕性欠佳。

  4. 應(ying)力腐(fu)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(xing)能

    0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金的(de)室溫力(li)學性能(neng)件表 2-4-84。

四、物流性能

  表2-4-85 為(wei)0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金(jin)的物(wu)理性能。

五、熱冷(leng)加工及(ji)成型性能

  此(ci)合金的熱成型溫(wen)度(du)為927~1065℃,不(bu)宜在(zai)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)敏感溫(wen)度(du)（650℃)下進(jin)(jin)行成型操作，如果在(zai)高于(yu)(yu)1065℃成型，最終成型應在(zai)870~980℃范(fan)圍內進(jin)(jin)行，以獲得良好的耐晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)性能。此(ci)合金亦適于(yu)(yu)冷加工(gong)成型，其性能類似Cr-Ni奧(ao)氏體不(bu)銹鋼。

六、熱處理工藝

  此合(he)金適宜(yi)的最終熱處理是940℃穩定(ding)化(hua)處理。中間退火溫度(du)以高于1050℃固(gu)溶軟(ruan)化(hua)退火溫度(du)為宜(yi)。

七(qi)、焊接性能

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

八、應用

  由于此合金(jin)的(de)(de)耐蝕適應(ying)性廣泛，因此在化學加工(gong)工(gong)業、熱(re)海水和水冶廠得(de)到廣泛應(ying)用。主要用于處(chu)理熱(re)硫酸、含氯化物溶(rong)液、亞硫酸等環境的(de)(de)熱(re)交換器(qi)、管道、閥門、泵等。在造紙工(gong)業的(de)(de)木漿(jiang)浸取器(qi)及深源氣(qi)井領域中(zhong)亦(yi)得(de)到廣泛的(de)(de)應(ying)用。