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NS 142 (Incoloy 825)

 （0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti ）、NS 142、Incoloy 825合金 是一种用钛稳定化的Ni-Fe-Cr-Mo-Cu耐蚀合金。国外称作 Incoloy 825,也称作 Ni-O-nel 825或 Ni-O-nel合金。中国国标牌号为GB NS 142。此合金具有良好的耐全面腐蚀和局部腐蚀性能且工艺性能良好，因此，在化学、能源、石油化工、湿法冶金工业中得到了广泛应用。

一、化学成分和组织特点

 合金的化学成分列于表2-4-66。合金成分中的镍当量和铬当量的平衡关系，决定了此合金在固溶条件下为纯奥氏体组织。但在中温时效时，会在奥氏体基体和晶间上析出碳化物和金属间化合物，这些沉淀相会危害合金的力学性能和耐蚀性能。

二、耐腐蚀性能

  1. 全面腐蚀

    ①. 大气 

        此合金耐乡村、工业和海洋环境的大气腐蚀，但在含氯化物高的大气中，尤其是在潮湿的大气中，此合金会产生很浅的点蚀，见表2-4-67。

   ②. 淡水

    0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金耐淡水腐蚀，包括腐蚀性最强的含游离的CO₂、铁的化合物和氯化物、自然水以及含杂质的各种工业冷却水，其腐蚀速度通常低于0.0025mm/a.

   ③. 海水 

    表2-4-68给出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在各种海水中的耐蚀性。此合金在高速海水中耐蚀，在静止和低速海水中或有污染的海水条件下会产生一定的腐蚀。

   ④. 硫酸

    在硫酸中，此合金的耐蚀性大体相当于0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2，但使用温度稍低。图2-4-45和图2-4-46以及表2-4-69给出了此合金在通气纯硫酸中的腐蚀试验结果。在不通气的纯硫酸中，基于大量的实验室和工厂设备运行经验的统计规律，0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在50℃以下的所有浓度的酸中的腐蚀速率小于0.15mm/a,具有可靠的耐蚀性；在沸腾温度，浓度小于40%的硫酸中的腐蚀速率为0.5mm/a,属于耐蚀范围；在60%和80%的H₂SO₄中，只能用于65℃以下。在65℃充空气的硫酸中，当浓度小于20%时，随浓度的增加对合金的耐蚀性无明显影响，在40%以上的硫酸中，随浓度的提高合金的腐蚀加剧，见表2-4-70。

    硫酸在实际应用中，常含有各种杂质，除氯化物杂质外，所含的HNO₃、Fe₂(SO4)₃、CuSO₄、硝酸盐、过硫酸盐、高锰酸盐等均可促进合金钝化从而减少腐蚀，在此种环境中合金的使用温度较在纯H₂SO₄中可相应提高，见表2-4-71。而氯化物杂质，因其形成HCl将急剧加速合金的腐蚀。

  ⑤. 磷酸

    在试剂级磷酸中，此合金在低于85%的H₃PO₄中，直到沸腾温度都是耐蚀的，见图2-4-47和表2-4-72。表2-4-73为此合金在湿法磷酸工厂中的现场试验数据，在含F-和其他杂质的料浆中0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti亦具有较好的耐蚀性，但不如前述高铬的Ni-Fe-Cr-Mo-Cu合金。

   ⑥. 盐酸 

   表2-4-74列出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在不同浓度盐酸中的实验室结果。此合金仅在室温的稀酸溶液中可以使用。实验表明，充气加速了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在盐酸中的腐蚀，例如在5mol/L HCl、室温、N2饱和的条件下的腐蚀速率（72h)仅为0.006mm/a,而在用空气饱和的酸中却为0.53mm/a,耐蚀性迅速下降。

   ⑦. 氢氟酸和氟硅酸

  此合金在氢氟酸中耐蚀性不佳，仅在少数条件下具有中等耐蚀性，一般不推荐在纯氢氟酸中使用。氟硅酸的腐蚀性较氢氟酸轻，在含有杂质的氟硅酸中，此合金耐蚀性良好，可以用到60℃。0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在氢氟酸、氟硅酸及含氢氟酸介质中的耐蚀性见表2-4-75。

   ⑧. 亚硫酸

   0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti耐湿SO₂和亚硫酸溶液的腐蚀，适用范围很广，尤其是在含有H₂SO₄的亚硫酸溶液中，此合金的耐蚀性优于含有相同铬、钼而不含铜的合金。在亚硫酸和含亚硫酸的介质中的腐蚀数据见表2-4-76。

   ⑨. 硝酸

   0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在沸腾温度的所有浓度的硝酸中（包括66%HNO3)具有良好的耐蚀性。在稀硝酸中可以使用到沸点以上的温度，在室温发烟硝酸和70℃加缓蚀剂的发烟硝酸中，也呈现出较好的耐蚀性。此合金的耐硝酸腐蚀性能见表2-4-77和表2-4-78及图2-4-48。鉴于通常的18-8C-Ni不锈钢具有良好的耐硝酸腐蚀性能，在纯HNO3中不采用此合金。在含有各种杂质和添加物的HNO3中，OC-21N42M03Cu2Ti呈现出良好的耐蚀性，优于Cr-Ni奥氏体不锈钢，常被采用，见表2-4-79。

   ⑩. 有机酸和化合物

   在有机酸和化合物中，此合金表现出高度的耐蚀性，可以在很宽的温度范围内应用。在沸腾温度时，除在10%草酸中外，在大多数10%的有机酸中均耐蚀，在有机加工的过程中也呈现出优良的耐蚀性，工厂试验结果见表 2-4-81 。

  2. 晶间腐蚀

   在1150~1204℃固溶处理条件下对晶间腐蚀不敏感，当中温敏化处理1h时，如760℃,在晶界上将出现富铬的M23C6沉淀，进而导致在沸腾65%HNO3中的晶间腐蚀。然而在敏化前940℃稳定化处理1小时，可防止敏化引起的晶间腐蚀。图2-4-49 指出了原始固溶退火状态和敏化温度、时间的关系。显然在65%HNO3的评价试验中，940℃稳定化处理将延迟在敏感温度产生晶间腐蚀所需的敏化时间。研究表明，在此温度由于易形成TiC,可防止产生大量的M23C6所引起的晶界铬贫化。同时，由于铬的高温下扩散也将减少晶界铬的贫化程度，因此防止或减缓了晶间腐蚀的产生。为此目的，此合金的工厂供货状态可为940℃稳定化处理状态。

  3. 点腐蚀

  表2-4-82 列出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在氧化性酸性氯化物中的耐点性能，显然此合金在此类介质中耐蚀性欠佳。

  4. 应力腐蚀

   0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在碱和MgCl₂中的耐应力腐蚀断裂性能见表2-4-83。

三、力学性能

    0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金的室温力学性能件表 2-4-84。

四、物流性能

  表2-4-85 为0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金的物理性能。

五、热冷加工及成型性能

  此合金的热成型温度为927~1065℃,不宜在晶间腐蚀敏感温度（650℃)下进行成型操作，如果在高于1065℃成型，最终成型应在870~980℃范围内进行，以获得良好的耐晶间腐蚀性能。此合金亦适于冷加工成型，其性能类似Cr-Ni奥氏体不锈钢。

六、热处理工艺

  此合金适宜的最终热处理是940℃稳定化处理。中间退火温度以高于1050℃固溶软化退火温度为宜。

七、焊接性能

  可以采用通常的焊接方法焊接，推荐采用镍基焊丝（00Cr22Ni61Mo9Nb)。

八、应用

  由于此合金的耐蚀适应性广泛，因此在化学加工工业、热海水和水冶厂得到广泛应用。主要用于处理热硫酸、含氯化物溶液、亚硫酸等环境的热交换器、管道、阀门、泵等。在造纸工业的木浆浸取器及深源气井领域中亦得到广泛的应用。