耐酸钢

耐酸钢的耐酸性主要决定于钢的化学成分（Ni，Cr，Mo，Cu，Si等元素的含量）。一般耐酸钢在氧化酸（硝酸、硫酸）中耐腐蚀性很好，而在还原酸（盐酸等）中却不耐蚀或不够耐蚀，如在盐酸中除很稀的溶液和在室温下以外都是不耐蚀的。

不锈耐酸钢，简称“不锈钢”、“耐酸钢”。在大气、酸、碱、盐或其它腐蚀性介质中具有 良好的抗侵蚀能力的合金钢。具有较高的化学稳定性和良好的机械性能。所谓 不锈是指不易生锈或生锈量很少、生锈过程极慢，乃至根本不能察觉。通常称耐大气、蒸汽和水等弱腐蚀性 介质腐蚀的钢为“不锈钢” ; 称耐酸、碱、盐等化 学浸蚀性介质腐蚀的钢为“耐酸钢” 。这种钢具有 良好的耐蚀性，合适的力学性能以及良好的冷、热 加工性能和焊接性等工艺性能。铬是主要的合金元 素，此外常加入镍[niè]、钼[mù]、钛、铌[ní]、铜等。种类繁多，性能各异，按组织可分为铁素体不锈钢、奥氏体不 锈钢、奥氏体-铁素体双相不锈钢、马氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢等。主要用来制造在各种腐蚀性介 质中工作的零部件。常用的不锈耐酸钢主要是铬钢。常用的镍铬不锈钢具有耐硫酸及硝酸的腐蚀，在常温及低温下有很高的塑性及韧性，没有磁性。

不锈耐酸钢按其组织可分为三大类：(1)奥氏体不锈钢，它的耐蚀性最好，有一定的强度和很好的 韧性;(2)铁素体不锈钢，它的耐蚀性稍差，但有良好的抗氧化能力;(3)马氏体不锈钢，它的耐蚀性较差，但强度性能最好，可以制造机械性能要求较高、耐蚀 性较低的零部件。按其用途可分为两大组：第一组为不锈钢，即在空气中能抵 抗腐蚀的钢，主要用于制造汽轮机叶片、测量工具、医疗器械、剪切刃具、餐具 等;第二组为耐酸钢，即在各种侵蚀性强烈的介质中能抵抗腐蚀作用的钢，主 要用于制造制酸的设备、尿素设备、船舶控制设备、航海设备等。

具有较高的抗氧化性和耐蚀性。为了不同的使用环境，常加入其他元素如钼、钒、钨、钛、铌、硼等元素。常用的应用领域和钢种有12CrMo（高、中压蒸气导管），20CrMo（叶片），35CrMo(650℃以下长期使用的零件)，1Cr5Mo(650℃以下再热器、550℃以下浸蚀性强的石油化工设备)，1Cr12Mo(450℃以下叶片)。低碳铬钢可以用布氏硬度计、或洛氏硬度计B标尺测量。退火、调质状态的中碳铬钢可以用布氏硬度计、或洛氏硬度计B、C标尺测量。淬[cuì]火状态的中碳铬钢可以用洛氏硬度计C标尺测量。高碳铬钢可以用洛氏硬度计C标尺测量。表面渗碳、渗氮处理的铬钢，应使用表面洛氏硬度计或维氏硬度计测量。对于大件等工件，还可以采用肖氏硬度计、简易锤击布氏硬度计测量。对于要求无损检测的，可以使用超声波检测和磁饱和检测。特殊的大批量工件，可以采用特制机械装置检测。比如滚动轴承钢珠，检测时从一定高度落下在高硬度的钢板上，由于钢板成一定角度，于是硬度高的跳的远，硬度低的跳的近，硬度适中的跳的距离在中间。然后用各自的收集装置收集，即实现硬度的测量，分拣。

化学元素中，用于不锈钢的约有十余种，它们是碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、氮、铜、钴等。不锈钢的组织和性能在很大程度上取决于钢中的碳含量，碳的影响主要表现在两个方面。一方面它是稳定奥氏体的元素，并且作用很大，相当于镍的30倍，另一方面由于碳与铬的亲和力很大，能和铬形成一系列的复杂碳化物。其类型随钢中铬、碳原子比值不同而异，钢中碳含量越高，钢的耐蚀性就越低。此外，不锈钢的强度则因碳含增加而提高。因此，碳在不锈钢中的作用是矛盾的。对于不锈钢来说，一般要求耐蚀性是主要的，所以不锈钢的碳含量一般都比较低，大多数不锈钢的碳含量是00.1～ 0.2%。最多不超过0.4% ,只有在少数情况下，如用于制造滚动轴承和刃具的不锈钢，由于要求高的硬度和耐磨性，才将碳提高一些。作为钢材，含碳量越高则强度越高，在一定的韧性配合下，钢材的强度愈高，愈能减轻结构的重量，从而节约成本，并延长便用寿命。但是含碳量越高则耐蚀性越差，因此对于不同用途和种类的不锈钢来说，含碳量有一个合适的范围。

金属的耐蚀性与介质的种类、浓度、温度、压力等条件都有密切的关系。而介质的氧化能力影响最大。对大气、水蒸汽、水和其它弱腐蚀介质，只要铬含量大于10～ 12%就可以保证不锈钢的耐蚀性。如水压机阀门，蒸汽发电机透平叶片，水蒸汽管子零件等都可用Crl3型的不锈钢来制造，如1Crl3、2Crl3等马氏体不锈钢。在氧化性酸中，如硝酸，由于有足够的氧，可使钢在短期内达到钝化状态。但是由于酸中含有去极化作用的H+ ，还不能保证有稳定的钝化状态，所以在沸腾的硝酸中，低碳的1Cr13钢是不耐蚀的，随着钢中铬含量的提高，耐蚀性提高。含高铬的氧化膜在硝酸中具有很好的稳定性。在我国生产硝酸和硝酸胺工业中，硝酸的浓度为10～ 50% ,温度约60℃左右，高含铬量的1Crl7等钢都能满足耐蚀性的要求。在稀硫酸等非氧化性酸中，由于没有氧化剂，而溶于介质中的氧含量较低，基本上没有使钢钝化的能力，故一般的铬不锈钢或铬镍不锈钢在稀硫酸中是不耐蚀的。为了提高不锈钢的耐蚀性，可以选择添加镍、钼、铜等元素的不锈钢。如在硫酸、化肥、人造纤维等工业使用1Cr17Mn13Mo2CuN、Cr18Ni18Mo2Cu2Ti等不锈钢在不同程度上都能满足生产对耐蚀性的要求。

不锈钢的冷加工性和钢的组织有密切的关系。不锈钢经过冷轧后，强度大大增高。如18-8型奥氏体可达230Mpa,如果采用零下温度轧制法，可以显著提高奥氏体不锈钢的强度。一般在冷轧后采取低温回火。回火温度在425℃以下回火，弹性极限和抗拉强度非但没有下降，反而有所上升。不锈钢主要热加工是再结晶退火、固溶处理和焊接。再结晶退火的目的是为了恢复塑性，如果再结晶退火后晶粒不是特别粗大，就不会影响不锈钢的耐蚀性。为了消除1Cr18Ni9钢的晶间腐蚀倾向，经常采用固溶处理，将钢加热到1050～ 1100℃ ，保温足够时间，使碳化物完全溶解于奥氏体，然后水冷。只要这种钢不再经过焊接或其他加热，就不会产生晶间腐蚀倾向。焊接是不锈钢最常见的热加工工艺。焊接对不锈钢耐蚀性的影响主要是焊缝。单相奥氏体钢焊缝的组织是粗大的柱状晶，组织有方向性，低熔点液态夹杂物分布比较集中，并且容易在凝固收缩时引起热裂。作为焊条用的不锈钢为防止焊缝热裂，在成分上略有调整，尽量采用低的含碳量，有时加入少量钒、硅、钦等铁素体形成元素，适当提高铬含量也有同样作用，它可使焊接后在焊缝中出现3～ 5%的δ铁素体。这种焊缝除了有较高的强度和韧性以防止热裂外，还有减少焊缝晶间腐蚀倾向的作用。