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1、硫酸工业用XD系列特种金属材料研发与应用概述硫酸工业用XD系列特种金属材料研发与应用概述硫酸工业用XD系列特种金属材料研发与应用概述硫酸工业用XD系列特种金属材料研发与应用概述硫酸工业用XD系列特种金属材料研发与应用概述硫酸工业用XD系列特种金属材料研发与应用概述硫酸工业用XD系列特种金属材料研发与应用概述硫酸工业用XD系列特种金属材料研发与应用概述硫酸工业用XD系列特种金属材料研发与应用概述?18?硫磷设计与粉体工程SP&BMHRELATEDENGINEERING2008年第6期硫酸工
2、业用XI)系列特种金属材料研发与应用概述1概述刘焕安,叶际宣(宣达实业集团,浙江温州325105)摘要:概述了硫酸腐蚀的复杂性和特点,介绍了我国自行研究和开发的硫酸工业用的一些特种金属材料的特点,力学性能,耐腐蚀性能和应用,主要包括耐热钢,稀硫酸用特种不锈钢,高温浓硫酸用特种不锈钢,讨论了几种硫酸特殊用泵的选材特点,并简略探讨了今后的发展思路.关键词:硫酸;腐蚀;特种金属材料;研发;应用中图分类号:TQ050.44文献标识码:B文章编号:1009—1904(2008)06—0018—07硫酸是重
3、要的工业原料.很多工业生产(如化肥,化纤,化工,精细化工,电镀电解,湿法冶金等工业)都离不开硫酸.磷肥是农业增产丰收的重要条件,其中生产高浓度磷复肥的湿法磷酸则是消耗硫酸的大户.硫酸是腐蚀性很强而且腐蚀过程十分复杂的无机酸,随着浓度和温度的不同硫酸有时呈还原性,有时呈氧化性:当W(H:S0)=0～65%,它在任何温度下都呈还原性;W(H2SO)=65%一85%,在低温下呈还原性,高温或沸腾状态时呈氧化性;W(Hs0)=85%～100%,在任何温度下都呈氧化性.氧化性酸和还原性酸对材料的腐蚀机制和
4、性质以及它们对金属材料的合金化要求是截然不同的.影响硫酸的腐蚀性能除了其浓度和温度外,酸内的第二组元或杂质也有极大的影响.一般地说氧化性的第二组元如硝酸根离子,六价铬离子可抑制硫酸的腐蚀,起到缓蚀剂作用;而还原性的第二组元尤其是氯离子和氟离子则起到加速腐蚀的作用.除了浓度,温度,杂质等因素影响硫酸的腐蚀性能外,其他一些因素也是不容忽视的.如酸的流速,固体颗粒的含量,结垢结疤以及设备的结构设计和表面光洁度等因素对材料的腐蚀也有很大影响.总而言之硫酸是腐蚀性很强的无机酸,对生产设备的腐蚀十分严重.由
5、于设备腐蚀造成停工停产已经屡见不鲜,甚至造成重大的人员伤亡事故,产生巨大的经济损失.由于设备腐蚀而影响和降低产品质量的情况也时有发生.同时也由于设备产生腐蚀,致使一些新技术,新工艺无法实现.所以耐腐蚀金属合金材料的研究与开发及其相关设备的制造,对硫酸工业的发展具有十分重要的意义.宣达集团自1996年开始,针对硫酸工业和其他化工行业研究开发了耐热,耐腐蚀和耐磨蚀的金属合金材料.十多年来先后研究开发了二十多种特种金属材料.其中硫酸工业用的金属材料达十多种.2硫酸工业用系列特种金属合金材料2.1耐热钢
6、1,XD一1奥氏体耐热钢XD一1奥氏体耐热钢是以铬镍为基础,以钨和钼辅助合金化并配以高碳的奥氏体耐热钢,碳化物是主要强化相.其工作温度低于700oC时具有良好的热强性,低于800℃时具有良好的抗氧化性,820—850℃退火处理后的常温和高温力学性能如表1所示,表2是该钢的抗氧化性能.值得指出的是XD一1奥氏体耐热钢尚具有一个独特的性能,即是在600～700~C温度范围内有强烈的时效倾向.在这一温度范围内使用时它的强度表1退火处理后XI)一1奥氏体耐热钢的力学性能2008年第6期刘焕安,等.硫酸工
7、业用XD系列特种金属材料研发与应用概述?19?表2XD一1奥氏体耐热钢抗高温氧化性能试验温度/℃———_塑和硬度非但不降低反而有所提高,非常适于制造工作温度在700℃以下的阀门和坚固件,尤其是高温金属弹性硬密封蝶阀.XD一1奥氏体耐热钢是硫酸工业用于610℃抗SO:腐蚀的高温金属硬密封蝶阀的阀板,阀座,阀杆及紧固螺栓等的优良材料.2,XD一4奥氏体耐热钢XD一4奥氏体耐热钢是以高铬镍为基础,同时以硅,氮和稀土等元素补充合金化的奥氏体耐热钢.具有较高的高温强度和组织稳定性以及耐急冷急热性.尤其是具
8、有良好的高温抗氧化性,抗渗碳性和抗硫化腐蚀能力.最高工作温度为l200qC.在900～1200qC其主要性能超过传统的4Cr25Ni20Si2奥氏体耐热钢.XD一4奥氏体耐热钢的高温力学性能如表3,表4是它与4Cr25Ni20Si2奥氏体耐热钢的高温强度比较.图1是XD一4奥氏体耐热钢在1200℃下的抗氧化性能及其与4Cr25Ni20Si2等耐热钢的比较.表3XD一4奥氏体耐热钢高温力学性能表4XD-4与4Cr25Ni20Si2奥氏体耐热钢的比较由表3,表4和图1可以看到,XD一4奥氏体耐热钢具
