压力容器用不锈钢典型几种介绍

表1 不同钢种的用途

一 般 用 途 304、304L、用于一般抗腐蚀的用途。绝大多数用于高温用途，308、309、309s、310、310s 316、316L 317 430 选 择 的 用 途 301 303.303Se 305 用于装树脂的仓室和容器以避免污染。 用于需要易切削性能的螺母和螺栓硬件。 用于作学工业中的紧固件，波形挡板及顶盖。 像予热设备，容器内衬，及焊条。 一般抗腐蚀用途，特别是304和304L型易受到点状腐蚀和大幅度腐蚀的地方。 用于需要比316和316L型的抗腐蚀要高的用途。 用来防止和其它高氧化介质，也用于304和316型易受应力腐蚀裂纹的含氯化物的水中。 321、347、由于304L型可以用，321，347，348型用的很少，348 405 304L不仅价格便宜，而且抗腐蚀性和321、347、348相同。 405型的可焊性比410型好，由于405的延性比410型好，容易轧成管材，所以， 一些大型反应 410 416、416Se 420 442、446 管和热交换器是用405型管制造的。 压缩机部件，泵部件，及许多工程方面的用途。热处理的 高强度410型管用于高压聚乙烯管。 用于易切削性能有螺母和螺栓硬件。 阀门管 高硫气压使镍的存在不必要的条件下的高温应用。446型也用于 略有咸味的水用的管状热交换装置，这是因为446型不易有应力腐蚀裂纹。

表2中有关各种环境条件的评述仅想起一种抛砖引玉的作用。上面谈

的各钢种一直成功地应用着，而且也值得进行试验。

表2 不同环境下钢的适用性

环 境 钢 种 各种酸 除非溶液非常稀并在室温时，一般不提倡使用不锈钢。 盐 酸 只要有足够的，它们对304或316型没有多大“混酸” 硝 酸 的腐蚀。 使用304L和430型 在某些生产工艺中，用304型钢存储浓度为85%的磷 酸 冷磷酸和处理浓度为5%的冷磷酸效果令人满意。316 硫 酸 亚硫酸 各种碱 的抗腐蚀性更强，而且、如果氟的含量不太高的话316型一般用来储存和生产氟。317型的抗腐蚀的性比316型更好。在浓度85%，316型的金属温度不应超过212F（100℃）。但317型可以高一些。氧化离子抑制腐蚀，也可以添加其它阻缓剂，像砷。 在室温条件下，当浓度在80%以上时，可以使用304型不锈钢。如果溶液可以充气搅拌，那么，在温度高达120F（50℃）时，可以用316型不锈钢和浓度为10%的硫酸相接触，如果在无空气的溶液中，腐蚀性就更大。在温度150F（65℃），浓度为5%时，可以使用317型。如溶液中有其它材料，就可能显著改善腐蚀速度。在中等浓度的热溶液中，只要有500-2000PPm的铜离子，就可以使用304型不锈钢。其它添加剂的作用可能相反。 304型易产生点状腐蚀，特别是亚硫酸中有硫酸时更是如此。在中等浓度和温度的情况下，可以用316型 氢氧化钠 氢氧化钠，在弱性碱，像氢氧化铵中，300系列钢的各种钢在各种苛，溶任何浓度和温度下通常都具有较好的抗腐蚀性。在液 强性碱，像氢氧化钠中，在 较浓的溶液和较高的温度中，可能会有一些腐蚀、裂纹等。工业上用的各种纯苛性溶液可能含氯化物，有机物乙酸 氯化物可能会加重腐蚀并可能使316型和304型产 乙 醛 生点状腐蚀。 在化工厂中，乙酸几乎没有纯的， 通常含有许多不同的少量成份。在温度约为120F（50℃），304型用于处理浓度为99% 的乙酸的各种设备，这些设备包括，蒸馏器，碱加热器，存储容器，热交换设备，管道，阀门和泵。在与100%的乙酸蒸气接触时，在室温条件下储存极冷乙酸时，如果可以容许少量混浊和彩色啄印的话，304型的性能也是令人满意的。316型和317型有着极为广泛的用途，特别是在有甲酸存在或溶液中没有充气时更是如此，316型用于处理浓度为30-99%的分馏设备[这种设备不能用304型钢]，用于存存贮器、泵、及处理极冷乙酸的工艺设备，如使用304型，这些设备就会变色。316型也用于120F（50℃）温度以上的部件，稀释汽化胺醋酸纤维液、及高压用途。在强腐蚀条件下317型的抗腐蚀素 柠檬酸、甲酸及洒石酸 酯 脂肪酸 在中温时，通常采用304型，但在温度高达沸腾温 度时，316型能抗所有的浓度的这些酸的侵蚀。 从腐蚀的观点来看，酯可以同各种有机酸类似。 性比316型要高一些。在沸腾温度和过热蒸气温度时，没有一种不锈钢对极冷乙酸有足够的抗腐蚀能力。 通常304型的性能令人满意。 通常316型比304型好。在低温时，304型令人满意，但在高温时，需316型或317型。 车辆喷漆 在高达300F（150℃）时，304型抗脂肪和脂肪酸，苯二酸酐 但是在温度为300-500F（150℃－260℃）时，就需各种肥皂 合成洗涤剂 妥尔油（纸要316型。在更高的温度时。需用317型。 如果适当的颜色和无污染至关重要的话，就可能使用316型。 通常316型用于反应器、蒸馏柱、汽水阀、挡板，盖，管道。 浆及造纸工304型用于像喷雾塔用的各种部件，但是用于喷雾业） 嘴和鳞片干燥带以减少变色的产品，则316 型更好一些。 为了产生硫化的高分子乙醇盐，在脂肪酸的催化加焦 油 氢作用中，316型用于予热器，管道，泵，和反应 器。 尿 素 在妥尔油的蒸馏用途中，304型的用途很有限，可药 品 用含少量钼（2.75%）的316L型钢来处理高松脂酸流。在温度高达475F（245℃）时，在腐蚀性较强的高脂肪酸流的条件下，也可以用316型，但在更高的温度下，就可能需要317型钢。 由于煤焦油中氯化物含量高，焦油的分馏设备用的几乎都是316型钢；304型对点状腐蚀的抵抗性不够。 通常需要316L。 由于316型固有的抗腐蚀性和对药品的纯洁度有较大的保证，与药品接触的各种部件通常选择316型钢来制造。

4.7.2、在一般腐蚀环境中不锈钢的合理选用

在一般腐蚀，即产生全面腐蚀的环境中，选用不锈钢主要考虑它们的耐一般腐蚀的性能。但这并不等于说，在这些腐蚀环境中，不锈钢就不产生局部腐蚀。有关耐局部腐蚀用不锈钢的选材问题，将在

下一节讨论。

常见的一般腐蚀环境种类繁多，很难一一列举。本书主要涉及大气、水（淡水，工业水，海水等）、酸、碱、盐等环境中不锈钢的选材问题。有关高温下耐化学腐蚀的选材则属于耐热钢考虑的问题。

1、大气环境中的选用

根据潮湿程度，大气一般分为干燥大气，潮大气和湿大气。它们对钢的腐蚀性则随大气潮湿程度的增加而提高。为了耐大气腐蚀，不锈钢的选材一般是按Cr13型→Cr17型→18-8型次序[1]。最高选用18-8型Cr-Ni奥氏体钢便可满足耐蚀的要求，个别条件下才选

18-14-2型不锈钢。

根据所处的环境，大气又可分为农村大气、城市（工业）大气

和海洋大气。

由于农村大气除潮湿外，一般很少污染，比较干净，因而对钢的腐蚀性较弱。故常常选用Cr13型和Cr17型钢便可满足耐腐蚀的要

求。

由于城市（工业）大气除潮湿外，还常常含有SO2、H2S、NH3、NO2以及CO2、Cl2等气体杂质和悬浮的颗粒、灰尘，而一些气体杂质溶于水中，降落或吸附到钢的表面上，然后再溶于水，均可形成C1-,H2SO4等腐蚀性较强的物质；一些悬浮颗粒和灰尘，有的溶于水后本身就具有腐蚀性，有的落在钢的表面上形成缝隙加速钢的腐蚀。因此，对城市（工业）大气，若在室内，选用不锈钢时，虽仍可考虑选择Cr13型和Cr17型钢；但在室外，Cr17型钢则成为可供选用的最低牌号。长期使用表明，虽然Cr17型钢表面上常常落有一层灰尘，但经清除后就会显露出并未受到腐蚀的原始的光亮表面。当城市（工业）大气中有Cl2以及H2S,CO2等有害气体时，一般应选用18-8型钢，甚至选用含2%～3%Mo的18-14-2奥氏体不锈钢，才能取得满意

的结果。长期使用表明，如果年年进行清理，这些钢使用20～30年后仍会光亮如初。许多用不锈钢制造的火车客车车箱，豪华商场、饭店、大厦的屋顶、外壁、内装饰等便是选用不锈钢的典型实例。 由于海洋大气既潮湿又含有NaCl等海盐粒子，因此Cl－腐蚀特别突出。在这种腐蚀环境中，Cr13型和Cr17型不锈钢短期使用可产生一层锈膜，但主要危险是它们极易产生点蚀，特别是在近海和在

海上更为明显。而18-8型Cr- Ni不锈钢，如

OCr19Ni9,OCr18Ni9,OOCr19Ni10,OCr18Ni11Ti等，在恶劣的海洋大气中也能生锈，但锈层一般很薄，极易清除掉。含2%～3%Mo的18-14-2型奥氏体不锈钢是耐海洋大气腐蚀较理想的材料。根据15年的试验，不仅一般腐蚀率很低（<2.54×10-5mm/a），而且点蚀很浅（0.024mm）。 在大气中还有可能选用其他不锈钢，例如，制表工业用的含S，含Se和S，Ca复合的Cr-Ni奥氏体不锈钢，主要是为了既耐蚀又易切削加工；一些紧固件，螺钉、螺帽、螺栓、螺丝等多选用含Cu2%～4%的Cr-Ni不锈钢，除耐蚀外，主要是为了提高紧固件的冷加工成形

性能。

[1] Cr13型： 指OCr13,1Cr13,2Cr13,3Cr13,3Cr13Mo等牌号； Cr17型： 指OCr17Ti,OOCr17Ti,0Cr17,OOCr17等牌号； 18-8型：指1Cr17Ni7,1Cr17Ni8,1Cr18Ni9,OCr19Ni9,OOCr19Ni9,

1Cr18Ni9Ti,OCr18Ni11Ti等牌号

[2]18-14-2型：指1Cr18Ni12Mo2Ti,OCr18Ni12Mo2Ti,OCr17Ni12Mo2,

OOCr17Ni14Mo2等牌号。

2、水介质中的选用

按水中含盐量的不同，水可分为高纯水，淡水，半咸水和海水。高纯水中几乎不含盐，Cl-一般≤0.1ppm；淡水中含盐量低于0.05%；半咸水中含盐量在0.05%以上，但低于海水的含盐量；海水中含盐量

达3%～3.5%。

不锈钢在水介质中，一般腐蚀并不是引起不锈钢腐蚀破坏的主要形式。而最为常见的腐蚀破坏系来自局部腐蚀，特别是应力腐蚀、

点蚀和缝隙腐蚀。这些将在下一节中讨论。

高纯水大量应用于核工业中，特别是以水作为冷却和工作介质的沸水

和压水核反应堆中。由于高纯水中Cl-和氧都很低

(Cl-≤0.10ppm,[O]≤0.01ppm),不锈钢在此种条件下的腐蚀率很小，<0.01mm/a。因此，水冷核反应堆中除核燃料包壳等少量材料外，大量选用不锈钢，说水冷核反应堆是不锈钢“堆”成的一点也不夸大。

所选用的主要牌号为

0Cr19Ni9,00Cr19Ni11,0Cr17Ni12Mo2,00Cr17Ni14Mo2,0Cr18Ni11Ti等。近些年来，控氮的Cr-Ni奥氏体不锈钢，例如控氮的0Cr19Ni9,，00Cr19Ni11,00Cr17Ni14Mo2等大量用作堆内结构材料（法兰、堆内各种支撑件等）和主管道材料。压水堆蒸汽发生器管材虽然已选用高镍耐蚀合金，但蒸发器隔板则选用0Cr13Al（AISI 405）铁素体不锈钢。在水冷反应堆乏燃料储存装置中，除耐高纯水腐蚀外还要求具有热中子吸收能力，为此含硼的Cr-Ni不锈钢（OCr18Ni10B ）获得了

应用。

淡水中即使含有少量CL-和饱和氧，甚至还有其他杂质，但对不锈钢的一般腐蚀也是微不足道的。因此，所有类型的不锈钢均可用于淡水

相接触的环境中。

淡水在工业中（工业水），既可做介质又可做原料，因此用量极大。在与工业水相接触的设备、部件中，最常选用的不锈钢是Cr13型、Cr17型和18-8型三类。各种换热设备，例如换热器、蒸发器、冷却器、冷凝器、热交换器等的工作环境在工业水条件下是最苛刻的。最常选用的是18- 8型钢，例如OCr18Ni11Ti，OCr19Ni9，OOCr19Ni11，

有时也选用OCr17Ni12Mo2和OOCr17Ni14Mo2。

日常用的医疗器械、厨房设备和器具以及家庭用具等，既与大气接触，又常常受到淡水的腐蚀。在这些条件下选用不锈钢，由于既美观、耐用、卫生，且清洗又非常方便，因而非常受欢迎。在医疗器械中，做为外科手术刀、剪等，随要求的不同可选用3Cr13、4Cr13、3Cr13Mo、9Cr18、9Cr18MoV等不锈钢；作为人体植入器官，除人工关节等选用钴基合金等外，骨折治疗用植入器官仍多选用含2%～3%Mo的不锈钢，如OCr17Ni12Mo2和OOCr17Ni14Mo2。厨房设备和器具以及家庭用具，包括调理作业设备，调理台、运输车、洗刷台柜、烹调台等普遍选用OCr19Ni9 （或OCr18Ni11Ti）。加热设备、灶具－即热水器、开水器、煤气灶等则多选用OCr17（Ti）、低C、N的OCr17MoTi等，厨房机械，即洗碗机等，OCr19Ni9（或OCr18Ni11Ti）则是通用的牌号。厨房器具中，锅、碗、瓢、勺等既要求有不锈性，又要求易冲压成形，一般中、低档可选用0Cr13、OCr17（Ti）等，而高档者

则多选用OCr19Ni9（或OCr18Ni11Ti）。目前，社会上流行所谓不锈钢和不锈铁，前者指18-8型的无磁（或弱磁）的Cr-Ni奥氏体不锈钢，而后者则指Cr13和Cr17型具有铁磁性的马氏体和铁素体不锈钢，人们在选用不锈钢制家用器具时，多以有无磁性来鉴别它们不锈性（或耐蚀性）的优劣。实际上这是一种对不锈钢的误解。我们认为，普通家用不锈钢器具只要选择合理并使用正确，即使有磁性的马氏体、铁素体不锈钢同样可满足要求，且价格便宜。反之，即使选用无磁性的18-8型Cr-Ni奥氏体不锈钢也会发生锈蚀。值得提出，对于刀、叉、匙等用具，由于有一定的硬度要求，1Cr13 和2Cr13，3Cr13作为餐具专用不锈钢已得到国内外的大量应用。当然，有些高档的刀、叉、匙等也常常选用18-8型Cr-Ni不锈钢。对于要求锋利度好的不锈钢刀具，4Cr13，3Cr13Mo，6Cr13Mo等受到了用户的欢迎。需要指出，为了使不锈钢制的医疗器械，厨房设备和器具以及家庭用具能长期使用并保持光亮、不锈，在可能条件下尽量使它们处于干燥状态。例如使用、清洗后立即擦干后再放置，并避免与酸、碱性物质长期接

触是非常重要的。

在水电站的建设中，含泥砂的河水冲刷是不可避免的，超低碳马氏体不锈钢，例如OOCr13Ni4Mo,OOCr13Ni5Mo等获得了较好的应

用。

在海水中，就一般腐蚀而言，不锈钢的腐蚀率并不高，但常用不锈钢在海水中的主要破坏形式是点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀，而且常常受到海水中的含氧量、氯离子浓度，海水与材料的相对流速，海水的污

染情况，温度以及海生物等因素的直接影响。一般说来，在室温（30℃）以下，可选用含Mo2%～4% 的OCr17Ni12Mo2 和OCr19Ni13Mo3等不锈钢；对40～50℃以下的海水，一般含Mo2%～3%的不锈钢已处于临界状态，稍有不慎，便可出现点蚀、缝隙腐蚀等破坏。因此，必须选用

高Cr 、Mo的奥氏体不锈钢，如OOCr18Ni16Mo5（N），

OOCr20Ni25Mo4.5Cu（N），

OOCr25Ni25Mo5N,OOCr20Ni18Mo6CuN,OOCr24Ni22Mo7Mn3CuN;α+γ双相不锈钢OOCr25Ni7Mo3N,OOCr25Ni7Mo3WCuN，铁素体不锈钢，00Cr26Mo1,OOCr25Ni4Mo4Ti，OOCr29Mo4Ni2，OOCr30Mo2等。当选用

不锈钢时，海水流速一般要求≥1.5m/s。

3、介质中的选用

是重要的化工原料，它广泛应用于国民经济的许多部门。无论是生产还是使用，都会遇到的腐蚀问题。是强氧化性酸，即使是稀也具有很强的氧化性。不锈钢由于在稀中极易钝化，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OCr19Ni9，OOCr19Ni11，OCr18Ni11Ti（或1Cr18Ni9Ti ）等既具有优异的耐稀性能，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，这们是用量最大、应用范围最广的不锈钢。同时，不含Mo的双相不锈钢，如OOCr25Ni6Ti，OOCr25Ni6N等也取得很好的使用的效果。本世纪70年代以来所出现的级不锈钢，主要指含C≤0.015%，Si≤0.10%，B≤10ppm，P≤0.02%，Mo≤0.2%

的OOCr19Ni11和C≤0.02%，Si≤0.20%，P≤0.020%，Mo≤0.2%的OOCr25Ni20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，级18-8钢固溶态腐蚀率仅

0.06-0.14mm/a，敏化态也仅0.30mm/a。

随浓度的增加，特别是当浓度在共沸浓度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OCr13SiNbRe,1Cr17Ni11Si4A1Ti，OOCr14Ni14Si4（Ti），OOCr17Ni14Si4（Ti、Nb），OOCr20Ni24Si4Ti等常常用于温度≤80℃下的浓和发烟中。温度再高，则需要选含Si量达～6%的不

锈钢，例如OOCr17Ni17Si6。

研究已表明，当HNO3中含有Cr+6时，18-8型不锈钢的腐蚀速度急剧提高（图7-1），此时高Si（～4%和～6%）不锈钢是最佳的

选择。

在不同浓度、温度的中，各种不锈钢的选用见图7-2以及

图7-3和表7-2。

表7-2 图7-3中各种不锈钢选择表

区域 不 锈 钢 牌 号 OCr13，1Cr13 OCr13Si4NbRe Ⅰ 1Cr17Ti，OOCr17Ti，1Cr17 OCr17Ni7Al 1Cr18Ni9Ti，OCr19Ni9，OCr18Ni11Ti，OOCr18Ni10 1Cr18Mn8Ni5N， OOCr25Ni20Nb，不含Mo的Cr-Ni双相不锈钢 OCr13Si4NbRe（≤80℃） OCr17Ti，OOCr17Ti，1Cr17 Ⅱ OCr17Ni7Al，OCr17Ni4Cu4Nb. 1Cr18Ni9Ti，OCr18Ni11Ti，OOCr19Ni10，OCr19Ni9 1Cr18Mn8Ni5N OOCr25Ni20Nb，不含Mo的Cr-Ni双相不锈钢 1Cr18Ni11Si4AlTi OCr13Si4NbRe（≤80℃） 1Cr18Ni9Ti，OCr18Ni11Ti，OCr19Ni9，OOCr19Ni10 Ⅲ 1Cr25Ti, 1Cr18Ni11Si4AlTi，OOCr17Nil4Si4Ti，含Si≥5%～6%的不锈钢 OOCr25Ni20Nb，不含Mo的Cr-Ni双相不锈钢 Ⅳ OCr13Si4NbRe（≤50℃） 1Cr18Ni11Si4AlTi（≤50℃），OOCr17Ni14Si4Ti（Nb）含Si≥5%～6%的Cr-Ni不锈钢 OOCr25Ni20Nb（≤80%） Ⅴ OCr13Si4NbRe （≤50℃） 1Cr18Ni11Si4AlTi（≤50℃），OOCr17Ni14Si4Ti（Nb）含Si≥5%～6%的Cr-Ni不锈钢 含Mo不锈钢一般不用于耐HNO3腐蚀，但是，当中有Cl-时，为了防止点蚀，则常常选用含Mo的不锈钢。具体牌号，即钢中

Cr,Mo含量，则随HNO3 浓度、Cl-含量和介质温度而定。

４、磙酸介质中的选用

硫酸是产量大，用途广的基本化工原料，广泛应用于国民经济各部门。无论是生产硫酸还是使用硫酸，只要接触它，就会遇到硫酸

的腐蚀问题。

硫酸虽然是一种含氧酸，但稀的和中等浓度的硫酸的氧化性较弱，因而属于还元性酸。而浓硫酸，特别是热硫酸则具有很强的氧化性，因此属于氧化性酸。由于硫酸的此种特性，在选用耐硫酸不锈钢

时，随硫酸浓度、温度的不同，所选牌号亦异。

一般说来，不含Mo的不锈钢，例如18-8型Cr-Ni不锈钢，不能用于耐硫酸腐蚀；而含Mo2%～3%的OCr17Ni12Mo2、OOCr17Ni14Mo2、O-1Cr18Ni12Mo2Ti等，是可供选用的耐硫酸是最低牌号。同样含Mo2% ～3%的一些α+γ双相不锈钢，例如OOCr25Ni6Mo2N等的耐硫酸性能相当或优于含Mo2%～3%的Cr-Ni奥氏体钢。高Mo（Mo≥4%）

不锈钢的耐硫酸性能又比一般含Mo2%～3%的钢有进一步提高。但是，当钢中既含Mo又含Cu时，其耐硫酸性能又优于仅含Mo的不锈钢，因而，它们的使用范围可较仅含Mo的钢更加扩大。而用Mo、Cu、Si（3%-4%）三元素复合金化的Cr-Ni奥氏体钢和α+γ双相不锈钢则是耐硫酸不锈钢中性能更佳，使用范围更宽的一类。截至目前为止，高牌号耐硫酸不锈钢，例如 OCr23Ni28Mo3Cu3Ti，1Cr24Ni20Mo2Cu3（K合金）、OCr20Ni29Mo3-Cu4（Carpenter-20）等主要用于常压下耐80℃以下的各种浓度硫酸。但是，在90%-98%的高温浓硫酸中，根据使用温度和浓度，只有选用高Si（～6% ）不锈钢才能取得满意的结果。例如，国外专利牌号SARAMET（OOCr17Ni17Si6）和SHRAMET SX（OOCr18Ni20Si6MoCu），国内专利牌号SS920（超低碳，～ 6%Si 并含Mo，Cu ）。SS920在高温（≤130℃）、≥90%浓硫酸中的年腐蚀率在0.1～0.01以下，但一旦遇到稀硫酸，高硅不锈钢的耐蚀会显著

下降。

在不同浓度、温度的硫酸中，各种不锈钢的选择见图7-4和表

7-3

表7-3 图7-4中各种不锈钢牌号

区 域 选 用 不 锈 钢 牌 号 OCr18Ni12Mo2Ti Ⅰ 1Cr18Ni12Mo2Ti（<40℃，无空气） OOCr17Ni14Mo2 OOCr17Ni14Mo3 OOCr18Ni18Mo5 OCr18Ni18Mo2Cu2Ti（< 50℃） OOCr18Ni14Mo2Cu2 OOCr20Ni25Mo4.5Cu OCr23Ni28Mo3Cu3Ti（< 80℃） OCr20Ni24Mo3Si3Cu2（< 80℃） OCr12Ni25Mo3Cu3Si2Nb（< 80℃） OOCr20Ni25Mo4.5Cu OCr20Ni29Cu4Mo3（< 65℃） Ⅱ OCr23Ni28Mo3Cu3Ti（< 80℃） OCr20Ni24Mo3Si3Cu2（< 80℃） OCr12Ni25Mo3Cu3Si2Nb（< 80℃） OCr18Ni18Mo2Cu2Ti（< 50℃） OOCr18Ni14Mo2Cu2 OOCr20Ni25Mo4.5Cu Ⅲ OCr12Ni25Mo3Cu3Si2Nb OCr20Ni29Cu4Mo3（< 65℃） OCr23Ni28Mo3Ti（< 65℃） OCr20Ni24Mo3Si3Cu2（< 65℃） 1Cr18Ni12Mo2Ti OOCr17Ni14Mo2 OOCr17Ni14Mo3，OOCr18Ni14Mo2Cu2 OCr18Ni18Mo2Cu2 Ⅳ OOCr18Ni18Mo5 OOCr20Ni25Mo4.5Cu Ocr20Ni29Cu4Mo3 OCr20Ni24Mo3Si3Cu2 OCr12Ni25Mo3Cu3Si2Nb 1Cr18Ni11Si4AlTi（<65℃），高Si（≥6%）不锈钢Ⅴ （≤130 ℃） OCr20Ni24Mo3Si3Cu2（<65℃） 一般不选用不锈钢，但浓度≥90%，温度≤130 ℃， 可Ⅵ 选含Mo，Cu 的高Si（～6% ）不锈钢。例如，国内专利牌号SS920。 一般不选用不锈钢，但浓度≥90%，温度≤130 ℃，Ⅶ 可选用含Mo，Cu的高Si（～6%）不锈钢。例如，国内专利牌号SS920。 碳素钢 Ⅷ 1Cr18Ni9Ti 0Cr20Ni29Cu4Mo3 0Cr20Ni24Mo23Si3Cu2 1Cr18Ni9Ti Ⅸ 0Cr20Ni29Cu4Mo3 0Cr20Ni24Mo3Si3Cu2 Ⅹ 不选用不锈钢 图7-4 不锈钢在硫酸中的等腐蚀图

当稀硫酸含有足够的氧和氧化剂时，不锈钢的耐蚀性可提高，使用范围可扩大。在浓度低于65%的硫酸中，本不能选用一般18-8型Cr-Ni不锈钢，但当含有≥5%HNO3时，则可作为耐蚀材料加以应用。当硫

酸中含有杂质时，有的会

加 速，有的会降低不锈钢的腐蚀速度。例如，硫酸中有较多F-、Cl-存在，一般会显著提高不锈钢的腐蚀速度；硫酸中含有500-2000ppm铜离子时，会产生极大的缓蚀作用，从而使不锈钢的使

用范围扩大。

当各种牌号的不锈钢均无法满足所遇到的苛刻的硫酸使用条件的要求时，仍有镍基和铁镍基耐蚀合金可供选用，请参阅文献[9] 当稀硫酸且具有磨损条件（即磨蚀条件）时，采用含Mo和含Mo，Cu

的Cr-Ni 双相不锈钢则是最佳的选择。

５、磷酸介质中的选用

磷酸作为重要的化工产品，主要用于制造高效磷复肥及工业磷酸盐。在生产和使用磷酸过程中均可遇到磷酸的腐蚀。一般说来，在不含杂质的纯磷酸中，常用的不锈钢基本上可以解决它的腐蚀问题。例如，18-8型Cr-Ni 奥氏体钢可选用于储存浓度达85%的冷磷酸并可在工艺设备中用于处理浓度在5%以下的磷酸；含Mo 2% ～３％的不锈钢耐蚀性更佳，且随钢中Mo量增加，耐磷酸的性能提高。图7-5和表

7-4系在纯磷酸中不锈钢的选择情况。

但是，在湿法磷酸生产过程中，所遇到的磷酸多含有各种杂质，例如F-、Cl- 、SO42-、Fe3+、Al3+、Mg2+等。其中，除Fe3+外，均加速不锈钢的腐蚀，特别是F-、Cl-更为强烈。 为了提高不锈钢在含各种杂质的磷酸中的耐蚀性，提高钢中Cr、Mo元素的含量最有效且Cr的作用更为明显（图7-6、7-7）。国内的试验也表明，Cr的影响最为显著（图7-8）；而Mo的作用仅当钢中含Cr量较低（例如20%～21%）时才有效（图7-9）；当Cr，Mo量高时，钢中Ni的作用不显著（表7-5）。在含F-、Cl-等杂质的H3PO4中，除大量选用含Mo 2%～4%的0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2，0Cr19Ni13Mo3、00Cr19Ni13Mo3外，含Cr 量≥22%的含Mo双相不锈钢，例如0Cr26Ni6Mo2Cu3（CD-4MCu），00Cr22Ni6Mo2N，00Cr25Ni7Mo3N，高Mo的Cr-Ni奥氏体不锈钢00Cr20Ni25Mo4.5Cu（N）（UB6，2RK65）也均获得广泛应用。不含Ni 或仅含少量Ni 的高铬铁素体不锈钢，例如00Cr26Mo1，

00Cr30Mo2，00Cr29Ni2Mo4，00Cr29Ni4Mo2等，

图7-5 不锈钢在磷酸中的等腐蚀图

表7-4 图7-5中各区不锈钢的选择表

区域 选用不锈钢牌号 1Cr13 1Cr17Ti 1Cr18Ni9Ti，00Cr18Ni10，0Cr19Ni9 1Cr18Ni12Mo2Ti，0Cr17Ni12Mo2，00Cr17Ni14Mo2 1Cr18Ni12Mo3Ti，0Cr19Ni13Mo3，00Cr17iNi14Mo3 I 00Cr18Ni16Mo5（N） 00Cr18Ni14Mo2Cu2 00Cr18Ni18Mo2Cu2Ti 0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni12Mo2Ti，00Cr17Ni14Mo2 0Cr18Ni18Mo2Cu2Ti，00Cr17Ni14Mo2Cu2 II 00Cr17Ni14Mo3，00Cr18Ni18Mo5 0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti，00Cr27Ni31Mo3Cu，00Cr26Ni35Mo3CuTi 1Cr13 III 1Cr17Ni2 1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni12Mo2Ti 00Cr17Ni14Mo2 00Cr18Ni18Mo5 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 00Cr18Ni14Mo2Cu2 0Cr18Ni18Mo2Cu2Ti 0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti 00Cr26Ni35Mo3CuTi，00Cr27Ni31Mo3Cu 0Cr18Ni12Mo2Ti，00Cr17Ni14Mo2 0Cr18Ni18Mo2Cu2Ti，00Cr18Ni14Mo2Cu2 00Cr18Ni18Mo5 IV 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 0Cr20Ni25Mo3Cu2，00Cr26Ni35Mo3CuTi，00Cr27Ni31Mo3Cu V 不能选用不锈钢 图7-6

表7-5 Ni对Cr～26%，Mo3%～4%不锈钢耐含杂质

H3PO4的腐蚀性能的影响

介 质 材 料 50% P2O5 4%SO42- 0.5%F-，60ppmCl-，00Cr25Ni25Mo4Cu 0.6%Fe3+ 90℃ 00Cr26Mo3 图7-7 图7-8 图7-9

由于它们耐含杂质磷酸的优异性能，也是具有广阔前景的耐蚀材料。α+γ双相不锈钢不仅本质耐蚀性好且强度高，因而常常作为耐摩蚀材料应用于含杂质H3PO4中而受到了重视。研究与实际应用的结果表

0.118 0.124 00Cr26Ni35Mo3.5Cu 0.11 腐蚀率，g/（m2.h） 明，含Cr量高达～27%且含Mo的高合奥氏体不锈钢00Cr27Ni31Mo3Cu（Sanicro28）和00Cr26Ni35Mo3Cu（新2号A*）是耐含F-、Cl-等杂质的H3PO4 腐蚀性最佳且综合性能最好的高牌号不锈钢，可用于制造H3PO4 浓缩热交换器以代替易损坏的石墨制热交换器，国外已取得了满意的结果。表7-6系00Cr27Ni31Mo3Cu在含杂质H3PO4中的

耐蚀性与一些常用不锈钢和合金的比较。

表7-6 常用不锈钢和合金在含杂质磷酸中的耐蚀性 （70% H3PO4，4% H2SO4，0.5% F-，60ppm Cl-，0.06% Fe3+）

腐蚀率，mm/a 合 金 80℃ 00Cr20Ni25Mo4.5Cu （UB-6，0.36 2RK65） 00Cr17Ni14Mo2（316L） 0Cr20Ni40Mo3Cu2 0Cr20Ni35Mo2Cu3Nb5.1 （Carpenter 20cb） 00Cr27Ni31Mo3Cu0.07 （Sanicro-28） *此牌号列入铁镍基耐蚀合金中，它的性能可参阅文献[9]

0.12 0.21 6.2 6.8 >20 5.5 >20 6.7 >20 7.3 0.80 2.1 90℃ 100℃ 当为了解决磷酸的腐蚀问题而需要选用镍基和铁镍基耐蚀合金时，可参阅文献[9]。