硫酸廣泛應用于化學加工的化學介質,因它對材料的腐蝕性很強,適宜的結構材料一直是材料生產和設備制造部門關注的焦點。硫酸對金屬材料腐蝕的電化學本質,隨其濃度的變化而發生較大的變動。就對材料腐蝕而言,25%濃度的H2SO4是還原性酸,隨其濃度增加,酸的氧化性也隨之增加,但仍以還原性為主,當其濃度大于85%時,它的腐蝕特性就完全變成氧化性酸溶液。


 應用實踐表明,質量分數小于85%的稀硫酸溶液對金屬材料的腐蝕相當嚴重,其中以50% ~60%最為嚴苛。在純硫酸水溶液中,普通含鉬不銹鋼(316不銹鋼) 在濃度小于5%的溶液中可使用到沸騰溫度,在40% ~60%濃度的硫酸中在室溫已不具備工程可用的耐蝕性,一些高鉬含銅的超級奧氏體不銹鋼,在最嚴苛的腐蝕性的硫酸中僅可在60℃以下使用。因此,在高溫稀硫酸中最適宜的耐蝕結構材料只能在鎳基合金和鐵鎳基耐蝕合金中尋找。在試劑級硫酸中,一些典型的鎳基和鐵鎳基耐蝕合金的等腐蝕圖如圖2-1所示。顯然,在低濃度純硫酸中,Ni-Cr-Mo 鎳基耐蝕合金和Ni-Cr-Mo-Fe, Ni-Cr-Mo-Fe-Cu鐵鎳基耐蝕合金較低鉬的316型奧氏體不銹鋼具有更加優秀的耐蝕性,其使用溫度接近酸的沸騰溫度。在中等濃度硫酸中,這些合金也僅能在中溫使用,大約在100℃以下才具有適用的耐蝕性,僅有鎳鉬合金可在更高溫度的所有濃度的硫酸中具有可用的耐蝕性。然而在含氧化性雜質的酸中,鎳鉬合金將遭到嚴重的腐蝕。在1990年面世的高鉻、鉬含銅的合金31和合金33。在硫酸中呈現出優異的耐蝕性,可與高鉻、鉬的鎳基合金相媲美,見圖2-2。


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 在硫酸中氧化性雜質的存在,對不含鉻的鎳鉬合金的耐蝕性不利,而對含鉻的鎳鉻鉬合金的耐蝕性將帶來有益的影響,分別見圖2-3和圖2-4。對于后者是氧化性雜質,除Fe3+外,還有Cu2+和氧,促進合金耐蝕性鈍化膜的形成所致。


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  硫酸中的Cl-1將加速合金的腐蝕,其影響程度視合金而定,見圖2-5。 高濃度硫酸對金屬的腐蝕是屬于強氧化性介質,高鎳耐蝕合金的耐蝕性強烈受合金中的鉻含量所制約,含33%鉻的合金33表現出優異的耐蝕性,見圖2-6。工廠試驗表明,它在硫酸生產中的高濃度H2SO4 (98%)中具有可利用性。這個合金的優勢在于它不存在使用高硅奧氏體不銹鋼和超級鐵素體不銹鋼的各種技術障礙,如高硅不銹鋼的焊接脆性和超級鐵素體不銹鋼的截面尺寸限制。