制造硝酸生產(chǎn)設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)材料是鋼金屬材料及其類似材料AISI 304L。硝酸是一種強(qiáng)氧化劑，其生產(chǎn)中使用的設(shè)備由于腐蝕損壞，使用壽命不足。開發(fā)的新體系的Cr-Ni- n -Si(≤0.03% C, 14-17% Cr, 9-11% Ni, 2-4.5% Si)奧氏體鋼用于與高氧化介質(zhì)接觸工作。這項(xiàng)研究是在含氮鋼03Kh17AN9的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，這種含氮鋼在一定程度上摻雜了硅，形成了奧氏體結(jié)構(gòu)，而且鉻和鎳的含量也發(fā)生了變化。氮和硅在鋼中的濃度分別為0.08 ~ 0.145和2.0 ~ 4.5%。在(14-16)% Cr-11% Ni和14-17% Cr-9% Ni兩種摻雜體系中，添加氮和硅，獲得了最優(yōu)的陽性結(jié)果。
研究用的鋼金屬材料在真空感應(yīng)爐中熔化，然后倒入10公斤重的錠中，錠在筒子上鍛造，然后滾到10毫米厚的薄板上。樣品加熱至1050°C后在水中淬滅。采用DU GOST 6032的模擬方法，在直徑5 mm、長度60 mm的拋光圓柱試樣上測(cè)定了鋼抗IGC的性能。采用模擬快速法，通過使用更具氧化性的介質(zhì)，27% HNO3 + 40 g/l Cr6+將測(cè)試時(shí)間縮短至10 h。鋼金屬材料抗IGC試驗(yàn)結(jié)果?？梢钥闯?與鋼金屬材料03 kh18n11相比,減少鉻含量從16到14%的鎳濃度11%,聯(lián)合摻雜氮和硅有助于5-10-fold降低樣品的質(zhì)量損失和減少內(nèi)容從17到14%鉻和鎳是5-28乘以9%。
鋼金屬材料含氮摻硅Cr-Ni鋼在高氧化環(huán)境中抗晶間腐蝕性能的提高應(yīng)歸因于它能豐富表層，從而提高鈍化膜的保護(hù)性能。根據(jù)Cr-Ni-N-Si的新?lián)诫s體系，研制了在強(qiáng)氧化環(huán)境下不傾向于IGC的新型奧氏體鋼03Kh17N9AS2和03Kh14N9AS4，比標(biāo)準(zhǔn)鋼金屬材料3Kh18N11具有更強(qiáng)的耐腐蝕性能。人們普遍認(rèn)為，在與腐蝕性介質(zhì)接觸的條件下，鋼的破壞的主要原因是金屬的局部腐蝕，這導(dǎo)致了其工作區(qū)段的減少。然而，我們有理由相信，金屬開裂的另一個(gè)原因可能是由于延遲斷裂現(xiàn)象的發(fā)展導(dǎo)致的氫飽和。研究結(jié)果表明，用于高氧化介質(zhì)的新型鋼03Kh17N9AS2和03Kh14N9AS4的抗延遲斷裂和氫脆性能也有所提高。
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