硝酸是重要的化工原料,它廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的許多部門。無論是生產(chǎn)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。不銹鋼由于在稀硝酸中極易鈍化,因而具有良好的耐蝕性??梢哉f幾乎所有的不銹鋼在稀硝酸中均有相當(dāng)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(yōu)異的耐稀硝酸性能,又有良好的力學(xué)、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(yīng)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(jì)70年代以來所出現(xiàn)的硝酸級不銹鋼主要指 碳≤0.015%、硅≤0.10%、硼≤10×10-6、磷≤0.02%、鉬≤0.2%的 00Cr19Ni11 和 碳 ≤0.02%、硅]≤0.20%、磷≤0.020、鉬≤0.2%的022Cr25Ni20 不銹鋼。在≤65%稀HNO3中,它們不僅耐敏化態(tài)晶間腐蝕的性能顯著提高(見晶間腐蝕)。而且耐一般腐蝕的性能也有顯著改善。例如,在沸騰的65%HNO3中,硝酸級18-8鋼固溶態(tài),腐蝕率僅0.06~0.14mm/a,敏化態(tài)也僅0.3mm/a。
隨硝酸濃度的增加。特別是當(dāng)濃度在其沸濃度68.4%以上時,一般18-8型鋼已不能滿足要求;當(dāng)濃度≤85%時。通常可選用Cr25Ni20型不銹鋼。但濃度再高,由于硝酸的過氧化作用和僅含Cr的不銹鋼本身的過鈍化,18-8鋼和Cr25Ni20鋼均會受到嚴(yán)重腐蝕。因此,高Si的Cr-Ni 不銹鋼,例如,含Si:4%的Cr18Ni9Si4、 10Cr17Ni11Si4AlTi、022Cr14Ni14Si4(Ti)、022Cr17Ni14Si4(Ti、Nb)、022Cr20Ni24Si4Ti等常常用于溫度≤80℃下的濃硝酸和發(fā)煙硝酸中,溫度再高,則需要選含Si量達(dá)6%的不銹鋼,例如,00Cr17Ni7Si6。
研究已表明,當(dāng)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(dāng)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(zhì)溫度而定。常用不銹鋼在硝酸溶液中耐腐蝕等級見表3-5。