硝酸是重要的化工原料,它廣泛應用于國民經濟的許多部門。無論是生產硝酸還是使用硝酸,都會遇到硝酸的腐蝕問題。硝酸是強氧化性酸,即使是稀硝酸也具有很強的氧化性。不(bu)銹鋼由于在稀硝酸中極易鈍化,因而具有良好的耐蝕性。可以說幾乎所有的不銹鋼在稀硝酸中均有相當好的耐蝕能力。由于18-8型Cr-Ni奧氏體不銹鋼,例如,06Cr19Ni9、022Cr19Ni11、06Cr18Ni11Ti(或1Cr18Ni9Ti等)既具有優異的耐稀硝酸性能,又有良好的力學、加工成形、焊接等綜合性能。因而在≤65%的稀HNO3中,它們是用量最大,應用范圍最廣的不銹鋼。同時,不含Mo的雙相不銹鋼,如022Cr25Ni6Ti、022Cr25Ni6N等也取得很好的使用效果。
20世紀70年代以(yi)來所出現的硝酸級(ji)不銹(xiu)(xiu)鋼主要指 碳≤0.015%、硅≤0.10%、硼≤10×10-6、磷(lin)(lin)≤0.02%、鉬≤0.2%的 00Cr19Ni11 和 碳 ≤0.02%、硅]≤0.20%、磷(lin)(lin)≤0.020、鉬≤0.2%的022Cr25Ni20 不銹(xiu)(xiu)鋼。在≤65%稀(xi)HNO3中,它們不僅(jin)(jin)耐敏化態晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)的性(xing)能(neng)顯著提(ti)高(見晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi))。而且(qie)耐一(yi)般腐(fu)蝕(shi)的性(xing)能(neng)也(ye)有顯著改善。例如,在沸騰的65%HNO3中,硝酸級(ji)18-8鋼固溶態,腐(fu)蝕(shi)率僅(jin)(jin)0.06~0.14mm/a,敏化態也(ye)僅(jin)(jin)0.3mm/a。
隨(sui)硝酸(suan)濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)(de)增加。特(te)別是當(dang)濃(nong)(nong)度(du)在其沸濃(nong)(nong)度(du)68.4%以上時,一般18-8型鋼(gang)已不(bu)能滿足(zu)要求;當(dang)濃(nong)(nong)度(du)≤85%時。通常(chang)可選(xuan)用(yong)Cr25Ni20型不(bu)銹鋼(gang)。但濃(nong)(nong)度(du)再(zai)高(gao)(gao),由(you)于硝酸(suan)的(de)(de)(de)過(guo)氧化作用(yong)和(he)(he)僅(jin)含(han)Cr的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)本身的(de)(de)(de)過(guo)鈍(dun)化,18-8鋼(gang)和(he)(he)Cr25Ni20鋼(gang)均會受到(dao)嚴重腐(fu)蝕。因此,高(gao)(gao)Si的(de)(de)(de)Cr-Ni 不(bu)銹鋼(gang),例如(ru),含(han)Si:4%的(de)(de)(de)Cr18Ni9Si4、 10Cr17Ni11Si4AlTi、022Cr14Ni14Si4(Ti)、022Cr17Ni14Si4(Ti、Nb)、022Cr20Ni24Si4Ti等常(chang)常(chang)用(yong)于溫度(du)≤80℃下(xia)的(de)(de)(de)濃(nong)(nong)硝酸(suan)和(he)(he)發煙硝酸(suan)中,溫度(du)再(zai)高(gao)(gao),則需要選(xuan)含(han)Si量(liang)達6%的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang),例如(ru),00Cr17Ni7Si6。
研究已表明,當HNO3中含有Cr6+時,18-8型不銹鋼腐蝕速度急劇提高,此時高Si為4%和6%的不銹鋼是最佳含Mo不銹鋼,一般不用于耐HNO3腐蝕。但是,當硝酸中有Cl-時,為了防止點蝕,則常常選用含Mo的不銹鋼。具體牌號取決于鋼中Cr、Mo含量,隨著HNO3濃度、Cl-含量和介質溫度而定。常用不銹鋼在硝酸溶液中耐腐蝕等級見表3-5。