高温、高浓度(超过共沸浓度特别是高于85%)的硝酸具有非常强的氧化性;高温、高浓度(≥90%)硫酸与中、稀浓度硫酸的强还原性不同,前者具有非常强的氧化性,为了解决这些强氧化性酸的腐蚀,仅含铬是不够的,因而促进了高硅奥氏体不锈钢的发展。前已述及硅的作用,主要是在钢的表面形成富硅的氧化物膜。
一、 00Cr18Ni15Si4(Nb)
在硝酸浓度高于其沸腾浓度时,此钢具有良好的耐蚀性。在高浓硝酸中,其腐蚀率≤0.25mm/a。由于焊接性较好,可作为浓硝酸容器用钢。但是,为了防止此钢焊后的碳化物和碳、氮化物析出,使耐蚀性降低,钢中含碳量要求非常低(0.01%)。
二、00Cr9Ni25Si7(Nicrofer 2509Si7)
此钢系德国克虏伯公司发展的。钢中铬量仅9%,远低于一般奥氏体不锈钢的铬量(17%~18%),其目的是使此种高硅不锈钢具有可接受的热加工性。由于钢中硅量高并含有9%的铬,故此钢仍具有不锈性。同时,高镍量也可使此钢在高硅量条件下获得稳定的奥氏体组织,但镍量太高,会有Fe5Ni3Si2金属间化合物析出而使钢的性能恶化。此钢的强度比上述4%Si钢高,但伸长率仍可高达70%,这有益于板式换热器的冷加工成型。图5.25;不同热处理态耐高温浓硝酸的性能见表5.19。结果是令人满意的。
对于高硅(约7%)不锈钢,目前建议采用激光焊接,而且焊后最好进形固溶处理,以获得最佳的综合性能。
三、00Cr11Ni22Si6Mo2Cu (SS-920)
这是20世纪90年代国内开发的耐高温、高浓度硫酸用奥氏体不锈钢,除高硅外,还含2%Mo和1%Cu,以便更适用于硫酸用途。
此钢的力学性能、耐蚀性、冷成型性和焊接性等与前述00Cr19Ni25Si7钢有许多类似之处。此钢具有良好的耐高温、高浓度硫酸腐蚀性能,高塑性,较好的冷成型性;但焊接性能也较差,必须采用激光焊且焊后需固溶处理,才能保证钢的综合性能。图5.26系此钢在≥90%H2SO,中的耐蚀性。