C4钢简介

管道、设备的腐蚀问题，一直是困扰浓硝酸生产的一大难题，多年来，浓硝酸装置上均采用高硅铸铁或高纯度铝两种材质制作管道和设备。这两种材质固然对浓硝酸有良好的耐腐蚀作用，但这些材质都有它的不足之处，尝尝难以满足生产工艺的要求，给安全生产、日常维修带来很大困难。所以，相关企业盼望能研究一种性能优于高硅铸铁和高纯度铝的新型金属耐腐蚀材料。

上世纪70年代以来所出现的硝酸级不锈钢，主要指含C≤0.015%，Si≤0.10%，B≤10ppm，P≤0.02%，Mo≤0.2%的00Cr19Ni11和C≤0.02%，Si≤0.20%，P≤0.020%，Mo≤0.2%的00Cr25Ni20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，硝酸级18-8钢固溶态腐蚀率仅0.06-0.14mm/a，敏化态也仅0.30mm/a。随硝酸浓度的增加，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00Cr25Ni20型不锈钢。但浓度再高，由于硝酸的过氧化作用和仅含Cr的不锈钢本身的过钝化，18-8钢和00Cr25Ni20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0Cr13SiNbRe,1Cr17Ni11Si4A1Ti，00Cr14Ni14Si4（Ti），00Cr17Ni14Si4（Ti、Nb），00Cr20Ni24Si4Ti等常常用于温度≤80℃下的浓硝酸和发烟硝酸中。温度再高，则需要选含Si量达～6%的不锈钢，例如00Cr17Ni17Si6。

90年代初由冶金部和化工部联合组织研究出一种高硅超低碳理想型耐硝酸不锈钢，钢号00Cr14Ni14Si4，主要适宜在中、低温（≤50℃）、硝酸浓度≥98%的HNO3介质中使用，焊后无刀口腐蚀，具有优良的耐蚀性能,腐蚀速率≤0.1mm/年，在绝对耐蚀性能标准范围内，同时在全浓度包括各种浓度的稀硝酸介质中也具有良好的耐腐蚀性能。另外，C4钢具有良好的抗非敏化态晶间腐蚀及抗应力腐蚀等能力。

在30℃时，任何浓度的硝酸条件下，C4钢的腐蚀率（g/㎡.h）均低于高硅铸铁、高纯铝及1Cr18Ni9Ti不锈钢。尤其在沸腾状态下的浓硝酸中，C4钢的腐蚀率仅为1.138g/㎡.h,与高硅铸铁接近。用C4钢材质制作的酸冷凝器易损部件时隔4年仍完好无算，详见下表：

C4钢的抗拉强度、屈服强度、延伸率等性能，均比高硅铸铁和高纯铝材质高，接近1Cr18Ni9Ti不锈钢，尤其是良好的延伸性更是高硅铸铁难以相比的。这样就使一直因高硅铸铁性脆的缺点而困扰安装、维修的难题迎刃而解。详见下表：

（一）、C4钢化学成份：

（二）、C4钢机械性能：

（三）、C4耐蚀性能：

（1）硝酸腐蚀试验         50℃              腐蚀率（克/米2 ·小时）

（2）硝硫酸混酸腐蚀试验       50℃          腐蚀率（克/米2 ·小时）

(3)硝酸现场挂片试验                       腐蚀率（克/米·小时）

C4钢与高纯铝、高硅铸铁以及普通不锈钢相比较，具有以下优点：

一、C4钢具有良好的耐温变性。高纯铝只适用于常温下高于98%浓度的浓硝酸部位。如酸的浓度降低或酸温度高于30°C的情况下都会使其很快腐蚀。而高硅铸铁虽然比高纯铝好，能耐较高的温度和任何浓度酸，但其管件经不住大于40°C的温度骤变，常常会为温度变化得过快过大而发生炸裂现象，这是它的致命弱点。所以一般使用高硅铸铁材料部件时，常常需要限定升降温度的速度，以防温度骤变而炸裂。尤其在冬季更会发生高高硅铸铁的炸裂。而C4钢宜在温度≤50℃，硝酸浓度≥98％的介质中使用。其变形材和铸材（固溶态）的腐蚀率＜0.1mm／年，焊后无刀口腐蚀。C4钢在80℃浓硝酸中，仍具有一定的耐腐蚀性能，也耐50℃以下各种浓硝酸和各种配比的浓硝酸和浓硫酸混合酸的腐蚀。同1Crl8Ni9Ti相比，具有较好的抗小孔腐蚀能力和优良的抗应力腐蚀性能。

二、C4钢具有18－8类奥氏体不锈钢优良的机械性能和工艺性能。冲击韧性很好，增加了安全可靠性，避免了工业纯钛在发烟硝酸中发火、爆炸的危险。

三、C4钢远胜于高纯铝的耐腐蚀性能，且具有高硅铸铁无法与之比拟的机械性能，其铸造性能，铸件补焊表面质量和机加工表面光洁度优于1Crl8Ni9Ti。

四、C4钢可焊性能好，焊前不预热，其焊接接头具有与母材相当的机械性能和耐腐蚀性。