带你全面了解超级不锈钢(8)--耐腐蚀性能(第二部分: 耐有机酸和碱性介质)

1. 甲酸

       甲酸是最强的有机酸，与许多金属发生侵蚀性反应，特别当它为温或热的溶液时。甲酸的腐蚀性与空气和其他氧化剂的存在密切相关，并取决于所选用的材料是否靠钝化膜来抗腐蚀。通空气和氧化剂将改善不锈钢在甲酸中的性能。室温下浓度为30%至90%的酸溶液对304不锈钢有很强的腐蚀性，上述浓度的温溶液对316不锈钢有很强的腐蚀性。因此，304不锈钢不能用于无水浓缩的甲酸中，但如果存在空气或氧化剂的话，则304不锈钢可以考虑用于室温下的贮藏和运送装置。有氧化物存在时，316不锈钢可以用于稍高于室温的温度。事实上，所有高性能不锈钢在热甲酸溶液中的耐蚀性能均优于316不锈钢。图39表明许多超级不锈钢在沸腾酸溶液中的腐蚀速率明显比316不锈钢的腐蚀速率低。这些数据还表明双相不锈钢和铁素体不锈钢在甲酸中的耐蚀性强于奥氏体不锈钢。在这种介质条件下高铬和钼含量是特别有效的。

2. 醋酸

       醋酸是就腐蚀性而言仅次于甲酸的有机酸，它在高浓度时呈现强还原性，因此，热醋酸溶液是强腐蚀性的，特别是当氯离子存在时。304不锈钢能够耐中等温度下所有浓度的醋酸；316不锈钢一般能耐受高达常压沸腾温度的醋酸生产过程中的腐蚀。而高性能不锈钢由于它们的钼含量高，能够在较高温度下以及当氯化物和其他杂质存在时，提供优良的使用性能。表17给出了醋酸—羟酸溶液中一些高性能不锈钢与316不锈钢温度影响的对比。对比不含钼的304不锈钢在这些类型不锈钢中钼的作用是显著的。当存在氧化性杂质如空气和过酸类以及铁、铜和锰盐时，依赖于钝化膜的不锈钢，表现出耐腐蚀性的改善。在苛刻的工艺条件下，预计高性能不锈钢能够耐受这些杂质。这与蒙乃尔400等合金形成对比，蒙乃尔400在这种介质条件下不能形成坚固的钝化膜，因此有较高的腐蚀速率。当采用标准不锈钢处理醋酸时，氯化物是引起点蚀和应力腐蚀断裂的主要危险因素。A-1组的高性能奥氏体不锈钢在耐应力腐蚀断裂方面具有优于316不锈钢的主要优势，预计A-3，A-4以及A-6组的钢种在耐点蚀和应力腐蚀断裂两方面都表现得更好。

        醋酸的许多生产工艺涉及产生其他有机酸包括甲酸的氧化过程。这些混合酸在高温下也有很强的腐蚀性。所有的三类高性能不锈钢—铁素体、双相及奥氏体不锈钢——在三种沸腾纯酸溶液中，以及在醋酸和甲酸混合溶液中，耐蚀性均优于316不锈钢，分别见表18和图40。

3. 较高碳的C3到C8有机酸

       较短碳链的有机酸如丙烯酸和丙酸与金属的反应十分类似于醋酸，并在温度升高的条件下有很强的腐蚀性。不锈钢在醋酸中的性能表明高性能不锈钢在高温下有比316钢较好的使用性，并能连接316钢与镍基合金之间的性能空缺，例如，在腈类丙烯酸工艺最上层的提取物中，合金20的腐蚀速度为零，而304不锈钢的腐蚀速度是0.08 毫米/年。

       较长碳链的有机酸在给定温度下随着链长的增加腐蚀性减弱。在许多情况下，标准不锈钢在低—中等温度下相对不受腐蚀影响；但是取决于温度，沸点以及离解作用的程度，达到一定的温度，腐蚀速率迅速增加。在这些情况下，预计高性能不锈钢有比316不锈钢更好的使用性能。

4. 脂肪酸

       工业脂肪酸在低中温度下一般对标准不锈钢没有影响。然而，在高温下，腐蚀性增强，点蚀和缝隙腐蚀的可能性也增加。妥尔油的回收和精炼就是这种情形，当有过多的轻分馏及在高终加工温度下，316不锈钢的表现也许不令人满意适合使用。表19所示升高温度对腐蚀速率的一般影响，其结果表明317不锈钢的腐蚀速率大大低于316不锈钢。更高合金化的不锈钢具有更强的耐一般腐蚀的能力，以及较好的耐点蚀和缝隙腐蚀能力。见表20中给出的260℃（500℉）的妥尔油蒸馏物中，三种高性能不锈钢与316不锈钢的比较。

       碳钢、标准不锈钢钢种以及高性能不锈钢可以在室温和中等温度下耐强碱如氢氧化钠（NaOH）和苛性钾（KOH）的腐蚀。较弱的碱和碱性盐如碳酸钠（Na2CO3），直到沸点温度都对这些不锈钢材料没有很强的腐蚀性。但氧化性盐类如次氯酸钠（NaOCl）对大多数的金属包括不锈钢有很强的腐蚀性。许多高性能不锈钢在高温强碱介质中的性能优于304和316不锈钢，铁素体不锈钢已经用于苛刻的碱性蒸发器装置，它们在处理某些氧化性盐溶液的液态蒸发器和使用次氯酸的漂白设备上也有一些应用。

1. 氢氧化钠

      标准奥氏体不锈钢常常用于处理温度高于碳钢限制温度的强碱溶液，碳钢由于碱性腐蚀断裂或由于铁污染物的影响，其限制温度为66℃（160℉）。图41表明304和316不锈钢可以用于温度稍高于100℃（212℉）、浓度高达50%的氢氧化钠溶液中而不会有过大的腐蚀速率或碱性腐蚀断裂。但当达到沸腾温度时腐蚀速率迅速增大。奥氏体尤其是铁素体高性能不锈钢在沸点温度的强氢氧化钠溶液中，其均匀腐蚀速率明显较低，见图42。除了A-2组的钢种，它们的铬和镍含量与316不锈钢差别不大外，其它的钢种在沸点时的腐蚀速率比304和316不锈钢的腐蚀速率低大约一个数量级。稳定化铁素体不锈钢的腐蚀速率又低一个数量级。而高纯铁素体不锈钢，尤其是含有少量镍，能大大降低全面腐蚀速率的钢种具有最佳的性能，见图43。

2. 含氧化性杂质的碱

       当强碱中含有杂质，尤其是氧化盐类时，高性能不锈钢表现出良好的性能，高铬和低镍含量的铁素体钢种尤其如此，见表21所示。

       暴露于含NaCl和NaClO3杂质的氢氧化钠溶液中的E-BRITE 26-1。其腐蚀速率比在纯酸溶液中高一些，但仍然在很有效的范围内。这些铁素体不锈钢已被用于生产氢氧化钠的多效蒸发器的高温部位，因为它们比高镍钢种更耐这些杂质。图44给出的6%Mo奥氏体不锈钢AL-6XN钢的数据表明,有杂质存在时它仍然有良好的性能,并且在碱性蒸发器装置所碰到的某些最高温度下,明显优于镍200和镍基合金。

       纸浆生产工厂的白液也是含氧化性杂质的碱性介质，较高铬含量的高性能不锈钢与标准奥氏体不锈钢和镍基合金相比,腐蚀速度较低。事实上，所有的高性能不锈钢在此白液中都不仅有良好的耐均匀腐蚀性能,而且与304和316不锈钢相比,耐应力腐蚀断裂性能大大提高，见表22。这种优越的耐应力腐蚀断裂性能适用于大多数的碱性介质。

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带你全面了解超级不锈钢(1)--种类及牌号

带你全面了解超级不锈钢(2)--物理冶金学之"铁-铬-镍体系中各相间的关系”

带你全面了解超级不锈钢(3)--物理冶金学之 "二次相”

带你全面了解超级不锈钢(4)--三类超级不锈钢的物理冶金学特点

带你全面了解超级不锈钢(5)--力学性能

带你全面了解超级不锈钢(6)--物理性能

带你全面了解超级不锈钢(7)--耐腐蚀性能（第一部分：耐无机酸）