硝酸是重要的化工原料,它广泛应用于国民经济的许多部门。无论是生产硝酸还是使用硝酸,都会遇到硝酸的腐蚀问题。硝酸是强氧化性酸,即使是稀硝酸也具有很强的氧化性。不锈钢由于在稀硝酸中极易钝化,因而具有良好的耐蚀性。可以说几乎所有的不锈钢在稀硝酸中均有相当好的耐蚀能力。由于18-8型Cr-Ni奥氏体不锈钢,例如,06Cr19Ni9、022Cr19Ni11、06Cr18Ni11Ti(或1Cr18Ni9Ti等)既具有优异的耐稀硝酸性能,又有良好的力学、加工成形、焊接等综合性能。因而在≤65%的稀HNO3中,它们是用量最大,应用范围最广的不锈钢。同时,不含Mo的双相不锈钢,如022Cr25Ni6Ti、022Cr25Ni6N等也取得很好的使用效果。
20世纪70年代以来所出现的硝酸级不锈钢主要指 碳≤0.015%、硅≤0.10%、硼≤10×10-6、磷≤0.02%、钼≤0.2%的 00Cr19Ni11 和 碳 ≤0.02%、硅]≤0.20%、磷≤0.020、钼≤0.2%的022Cr25Ni20 不锈钢。在≤65%稀HNO3中,它们不仅耐敏化态晶间腐蚀的性能显著提高(见晶间腐蚀)。而且耐一般腐蚀的性能也有显著改善。例如,在沸腾的65%HNO3中,硝酸级18-8钢固溶态,腐蚀率仅0.06~0.14mm/a,敏化态也仅0.3mm/a。
随硝酸浓度的增加。特别是当浓度在其沸浓度68.4%以上时,一般18-8型钢已不能满足要求;当浓度≤85%时。通常可选用Cr25Ni20型不锈钢。但浓度再高,由于硝酸的过氧化作用和仅含Cr的不锈钢本身的过钝化,18-8钢和Cr25Ni20钢均会受到严重腐蚀。因此,高Si的Cr-Ni 不锈钢,例如,含Si:4%的Cr18Ni9Si4、 10Cr17Ni11Si4AlTi、022Cr14Ni14Si4(Ti)、022Cr17Ni14Si4(Ti、Nb)、022Cr20Ni24Si4Ti等常常用于温度≤80℃下的浓硝酸和发烟硝酸中,温度再高,则需要选含Si量达6%的不锈钢,例如,00Cr17Ni7Si6。
研究已表明,当HNO3中含有Cr6+时,18-8型不锈钢腐蚀速度急剧提高,此时高Si为4%和6%的不锈钢是最佳含Mo不锈钢,一般不用于耐HNO3腐蚀。但是,当硝酸中有Cl-时,为了防止点蚀,则常常选用含Mo的不锈钢。具体牌号取决于钢中Cr、Mo含量,随着HNO3浓度、Cl-含量和介质温度而定。常用不锈钢在硝酸溶液中耐腐蚀等级见表3-5。