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產品分類 / 用途

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、化學成分和組織特點


 合金的化學成分列于表2-4-66。合金成分中的鎳當量和鉻當量的平衡關系,決定了此合金在固溶條件下為純奧氏體組織。但在中溫時效時,會在奧氏體基體和晶間上析出碳化物和金屬間化合物,這些沉淀相會危害合金的力學性能和耐蝕性能。


表 4-66.jpg



二、耐腐蝕性能


  1. 全面腐蝕

 

    ①. 大氣 


        此合金耐鄉村、工業和海洋環境的大氣腐蝕,但在含氯化物高的大氣中,尤其是在潮濕的大氣中,此合金會產生很淺的點蝕,見表2-4-67。


表 4-67.jpg


   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合金在各種海水中的耐蝕性。此合金在高速海水中耐蝕,在靜止和低速海水中或有污染的海水條件下會產生一定的腐蝕。


表 4-68.jpg


   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。

 

表 4-69.jpg

表 4-70.jpg


    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。


表 4-71.jpg

表 4-711.jpg


  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。


圖 4-47.jpg

表 4-72.jpg


   ⑥. 鹽酸 


   表2-4-74列出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在不同濃度鹽酸中的實驗室結果。此合金僅在室溫的稀酸溶液中可以使用。實驗表明,充氣加速了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在鹽酸中的腐蝕,例如在5mol/L HCl、室溫、N2飽和的條件下的腐蝕速率(72h)僅為0.006mm/a,而在用空氣飽和的酸中卻為0.53mm/a,耐蝕性迅速下降。


表 4-74.jpg


   ⑦. 氫氟酸和氟硅酸


  此合金在氫氟酸中耐蝕性不佳,僅在少數條件下具有中等耐蝕性,一般不推薦在純氫氟酸中使用。氟硅酸的腐蝕性較氫氟酸輕,在含有雜質的氟硅酸中,此合金耐蝕性良好,可以用到60℃。0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 在氫氟酸、氟硅酸及含氫氟酸介質中的耐蝕性見表2-4-75。


表 4-75.jpg


   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。


表 4-76.jpg


   ⑨. 硝酸

 

   0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金在沸騰溫度的所有濃度的硝酸中(包括66%HNO3)具有良好的耐蝕性。在稀硝酸中可以使用到沸點以上的溫度,在室溫發煙硝酸和70℃加緩蝕劑的發煙硝酸中,也呈現出較好的耐蝕性。此合金的耐硝酸腐蝕性能見表2-4-77和表2-4-78及圖2-4-48。鑒于通常的18-8C-Ni不銹鋼具有良好的耐硝酸腐蝕性能,在純HNO3中不采用此合金。在含有各種雜質和添加物的HNO3中,OC-21N42M03Cu2Ti呈現出良好的耐蝕性,優于Cr-Ni奧氏體不銹鋼,常被采用,見表2-4-79。


表 4-77.jpg

表 4-771.jpg


   ⑩. 有機酸和化合物


   在有機酸和化合物中,此合金表現出高度的耐蝕性,可以在很寬的溫度范圍內應用。在沸騰溫度時,除在10%草酸中外,在大多數10%的有機酸中均耐蝕,在有機加工的過程中也呈現出優良的耐蝕性,工廠試驗結果見表 2-4-81 。


表 4-80.jpg


  2. 晶間腐蝕


   在1150~1204℃固溶處理條件下對晶間腐蝕不敏感,當中溫敏化處理1h時,如760℃,在晶界上將出現富鉻的M23C6沉淀,進而導致在沸騰65%HNO3中的晶間腐蝕。然而在敏化前940℃穩定化處理1小時,可防止敏化引起的晶間腐蝕。圖2-4-49 指出了原始固溶退火狀態和敏化溫度、時間的關系。顯然在65%HNO3的評價試驗中,940℃穩定化處理將延遲在敏感溫度產生晶間腐蝕所需的敏化時間。研究表明,在此溫度由于易形成TiC,可防止產生大量的M23C6所引起的晶界鉻貧化。同時,由于鉻的高溫下擴散也將減少晶界鉻的貧化程度,因此防止或減緩了晶間腐蝕的產生。為此目的,此合金的工廠供貨狀態可為940℃穩定化處理狀態。


圖 4-49.jpg


  3. 點腐蝕


  表2-4-82 列出了0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti在氧化性酸性氯化物中的耐點性能,顯然此合金在此類介質中耐蝕性欠佳。


表 4-82.jpg


  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合金的室溫力學性能件表 2-4-84。


表 4-83.jpg


四、物流性能


  表2-4-85 為0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti合金的物理性能。


五、熱冷加工及成型性能


  此合金的熱成型溫度為927~1065℃,不宜在晶間腐蝕敏感溫度(650℃)下進行成型操作,如果在高于1065℃成型,最終成型應在870~980℃范圍內進行,以獲得良好的耐晶間腐蝕性能。此合金亦適于冷加工成型,其性能類似Cr-Ni奧氏體不銹鋼。


六、熱處理工藝


  此合金適宜的最終熱處理是940℃穩定化處理。中間退火溫度以高于1050℃固溶軟化退火溫度為宜。


七、焊接性能


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


八、應用


  由于此合金的耐蝕適應性廣泛,因此在化學加工工業、熱海水和水冶廠得到廣泛應用。主要用于處理熱硫酸、含氯化物溶液、亞硫酸等環境的熱交換器、管道、閥門、泵等。在造紙工業的木漿浸取器及深源氣井領域中亦得到廣泛的應用。



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