高性能不锈钢突出的腐蚀特性不仅归功于它们的高合金含量，而且归功于高含量的铬和其他合金元素相互影响的协调作用。例如，在高铬铁素体不锈钢中，甚至小量的镍也会大大扩大其在还原酸中的钝化程度，随着铬含量的增加，钼耐氯化物点蚀的作用更有效。然而，就使用介质和许多可能的腐蚀形式而言，各钢种之间有很大的差异。图31中的例子，说明了三种铁素体不锈钢在点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀断裂性能方面的差异。也许使用这些钢种的腐蚀工程师面临的最困难的任务之一就是从腐蚀的角度确定最佳的钢种。

耐无机酸

1. 硫酸

高性能不锈钢在硫酸溶液中取决于钝化作用的腐蚀行为在很大程度上由具体硫酸环境的氧化能力所决定。在这方面，各种硫酸溶液有很大的不同。对于纯溶液，中等酸浓度和高温形成了较弱的氧化性介质和高的全面腐蚀速度。通空气以及氧化性离子如三价铁离子、二价铜离子、硝酸根离子以及铬酸盐类会提高稀溶液的氧化能力，使不锈钢在更宽的酸浓度范围和更高的温度下保持钝化行为。氯化物或其他卤离子的存在会导致点蚀，破坏不锈钢稳定的钝化行为。当研究钢种在硫酸溶液中的性能时，卤离子的存在是一个重要因素。溶液因素的多样性以及任何选定钢种的极化特性将造成各种可能的腐蚀速率。甚至专门为硫酸装置设计的不锈钢钢种，其腐蚀速率也可能很高。因此，尽管这些不锈钢中有许多在硫酸溶液中表现很好，但在为设备选材时，比较谨慎的做法是进行厂内腐蚀试验。

第一批能够被称为高性能不锈钢的钢种就是那些为硫酸设备而开发的不锈钢，它们是本系列文章中A-1组的一些奥氏体不锈钢。这组钢种的特点是镍含量高并添加了铜和钼。合金825和20Cb-3是一般用途的不锈钢，适用于温度不超过60℃（140℉）、酸浓度覆盖全部组成范围的设备。图32中20Cb-3的等腐蚀曲线说明了这些钢种在纯酸溶液中的典型腐蚀行为。如上面所讨论的，如果存在氧化性离子，它们的有效范围会延伸到温度稍高的位置。但是，由于这些钢种钼含量相对较低，所以氯离子的存在严重降低了它们的耐腐蚀性，甚至在相对稀的溶液中也如此。具有较高钼含量的合金20Mo-6被开发出来，它在点蚀条件下具有较好的耐蚀性，同时在中等酸浓度范围具有良好的耐均匀腐蚀性能。

图32也给出了许多其他高性能不锈钢的等腐蚀曲线。这些钢种在低浓度的酸中具有良好的耐腐蚀性。由于镍含量较低，它们在中等—高浓度范围的酸中表现不如A-1组的钢种。图32也显示出一些双相不锈钢和铁素体不锈钢在低浓度的纯酸溶液中具有良好的耐腐蚀性。然而，这些不锈钢的数据适用于钝化条件；镍含量低于奥氏体不锈钢的双相和铁素体不锈钢容易发生活化，导致很高的腐蚀速度。

在可能发生点蚀的含氯化物或其他卤离子的稀硫酸溶液中，A-4至A-6组钼含量较高的奥氏体钢种比A-1组的钢种耐腐蚀性更好。图33说明了这一点，图中给出了氯离子含量为200～2000ppm的酸溶液的腐蚀数据。尽管氯化物的存在会降低所有钢种的耐腐蚀性，但对钼含量高的钢种影响要小得多。A-4至A-6组的钢种在这些条件下的良好性能使它们成为处理中等温度含氯化物的燃烧产物酸冷凝液的良好选择，而A-1组的钢种更有可能成功地用于氯离子含量不太高的酸洗和化学加工应用。

2. 亚硫酸

 亚硫酸是一种相对较弱的酸，通常含二氧化硫的烟气冷凝液中含有亚硫酸，它会造成304不锈钢的点蚀，但只要不同时伴有硫酸和氯离子或氟离子，一般可采用316不锈钢。但是，许多烟气可能有很强的酸性并含有卤化物离子，在这种条件下，高性能不锈钢具有大大优于316不锈钢的耐腐蚀性。

3. 磷酸

纯磷酸溶液比硫酸溶液的腐蚀性小，但它们都具有相对较低的氧化能力， 在这一点上是相似的。不锈钢在高温及较高酸浓度的条件下腐蚀速率可能很高。腐蚀速度对可能影响氧化能力或引起点蚀的离子很敏感，所以，硝酸根和三价铁离子将降低腐蚀速率，而氯离子和氟离子将大大增加磷酸溶液的腐蚀性。磷酸溶液会导致敏化晶界的晶间腐蚀，因此在热溶液中采用无敏化作用的低碳钢种是非常必要的。

在纯磷酸溶液中，304不锈钢能够用于室温—中等温度下的大多数浓度范围。316不锈钢将其有效性能范围扩大到接近沸点的温度下浓度达到约30%的酸溶液。在更高的温度和酸浓度下，高性能不锈钢在沸点温度、浓度高达约80%的条件下，能提供良好的耐腐蚀性。这种酸的腐蚀试验显示出很大的不确定性，但图34概括的等腐蚀曲线说明了其典型的行为。高性能不锈钢在高温/高酸浓度范围条件下的良好性能，主要来自于其高铬和镍含量以及较高的钼含量。图34所示不同奥氏体钢种附类的区域表明了这种合金化作用。一些双相不锈钢在中等浓度酸中也表现出良好的性能，大概是由于它们的铬和钼含量高以及钨和铜在某些合金中的使用。

当磷酸溶液中含有氟化物和氯化物离子时，例如，磷酸的生产，含有高铬和钼的不锈钢具有良好的性能。在加湿处理的磷酸溶液中的试验说明了这一点，见图35。与A-2组较低铬/钼的钢种相对比，高铬/高钼的合金28以及类似的20Mo-6在这种介质环境中表现非常好。

4. 盐酸

盐酸是一种很强的还原性酸。室温下几乎所有浓度的溶液（最稀的除外）都很容易地对标准不锈钢产生侵蚀。在热溶液中随着氢的析出，腐蚀速率非常快；因此，标准不锈钢一般不适合于处理这种酸。点蚀在稀溶液中也会发生，特别是如果已接触了盐酸的表面不作处理就直接进行干燥。任何接触过盐酸的不锈钢过后都应当彻底漂洗干净。

高性能不锈钢由于其较高的铬和镍含量有助于保持稳定的钝化膜，所以耐一般酸腐蚀的性能得到改善。由于它们的铬和钼含量高，它们耐氯化物点蚀的能力也更强。图36描述了这些不锈钢在盐酸溶液中的一般性能。然而，就是这些不锈钢也不能用于处理浓缩溶液。合金含量最高的奥氏体不锈钢如654 SMO在室温下浓度接近10%的酸溶液中具有有效的耐蚀性。处理低—中等温度下稀释的酸冷凝液可以选用这些钢种。在较高的温度下腐蚀速率增长很快，因此沸点温度下浓度不大于约1%的酸溶液可能就需要考虑采用这些钢种。双相不锈钢由于它们的高铬含量，在浓度高达4%的盐酸中也表现出良好的耐蚀性，并且其腐蚀速率对温度敏感性比奥氏体不锈钢小一些（图36）。含有一定量镍的铁素体不锈钢也在浓度达到约1%的温盐酸中表现出良好的耐蚀性；但它们很容易被去钝化，或者如果表面有铁污染时，它们在盐酸中无法建立起钝化状态。这种去钝化趋势也可能发生在对优先相溶解敏感的双相不锈钢上。

5. 氢氟酸

 虽然这种酸被归入比盐酸弱一些的酸类，但它对于许多结构材料包括大多数不锈钢仍然有很强的腐蚀性。由于氢氟酸具有危险性，在氟化氢及其溶液中使用任何高性能不锈钢都应当经过特别谨慎的考虑，并且只有在彻底地评估和研究了所有可能的安全保护措施之后才可以使用。标准不锈钢钢种在氢氟酸溶液中没有耐蚀性，除非是室温下非常稀的溶液。例如，304不锈钢在60℃ 0.1%的氢氟酸溶液中，腐蚀速率超过0.60毫米/年。一些高性能不锈钢在低浓度中等温度下可以有效使用，特别是当通空气或氧化性盐类存在以及在与硫酸混合的溶液中。尤其是A-1组高镍和铜含量的钢种如20Cb-3和825，能够在这种介质环境下具有一定的耐蚀性。高铬和钼以及高镍和铜的不锈钢在稀氢氟酸中有良好的耐蚀性，尤其是当存在氯离子时。图37给出了904L、254 SMO、合金31以及654 SMO在稀纯氢氟酸中的例子。

6. 硝酸

标准奥氏体不锈钢对高至沸点的所有温度下的硝酸溶液都有非常好的耐腐蚀性，除了硝酸浓度非常高的情形以外。图38显示了304不锈钢的这一特性。因此，304L不锈钢及其稳定化的相应钢种广泛用于硝酸的生产和储运。316不锈钢由于钼的不利影响，比304不锈钢腐蚀速率高。由于铬的使用，钢种获得了在硝酸中的良好耐蚀性；因此，高性能奥氏体钢种在纯硝酸溶液通常没有更好的耐腐蚀性。虽然这方面的信息极少，但人们预料这些钢种由于它们的高钼含量，具有与316不锈钢相同的行为。但是，它们能通过ASTM A 262标准定义的标准晶间敏化试验，并且在各种含有硝酸的混合酸溶液中表现良好，而304L不锈钢在这种介质中性能会受到限制。

有一些特殊的钢种是专门为苛刻的硝酸设备而开发的，例如310L不锈钢和合金800。较高温度和高酸浓度条件下的使用性能通过采用高铬低钼低杂质含量而实现。较高铬和较低钼含量的高性能双相不锈钢7-Mo PLUS表现出类似的性能改善，在恶劣的硝酸介质中得到广泛的使用。非钛稳定化的高铬铁素体不锈钢，例如AL 29-4-2对高温硝酸液体和蒸汽介质也具有良好的耐腐蚀性。图38中这些钢种的数据表明，它们在硝酸中优于304不锈钢。

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