硅是主要的耐蝕合金(jin)元素之一。如高硅鑄鐵,耐蝕性雖好,因太脆影響其應用。我國60年代以來曾發展過一些無鎳Cr-Si系不銹鋼,共同缺點仍是脆性。但高硅(通常含2~4%Si)奧氏體不銹鋼(gang)卻具有優良的綜合性能,有些(超低碳鋼)甚至不亞于18-8不銹鋼的力學性能。早期的奧氏體高硅不銹鋼,如25-20型、18-8型(AISI302B)等一般含2%左右的硅。主要目的是增加高溫抗氧化性能。基本上屬于不銹耐熱(抗氧化)鋼范疇。自60年代以來,直接合成濃硝酸(98%HNO3)工業的普及發展和18-8型奧氏體不銹鋼應力腐蝕問題的日益突出,高硅奧氏體不銹鋼獲得迅速發展。所謂高硅型,一般指硅含量大于2%,最高約6%左右。因低于2%Si,對抗高溫氧化性和抗應力腐蝕作用不大;只有超過2%Si,才能完全消除非敏化態晶間腐蝕(如在濃硝酸中)。但過高的硅含量,則加工性能惡化,促進硅化物形成和使敏化態晶間腐蝕等不良影響加劇。
硅(gui)(gui)含(han)(han)量對Cr-Ni奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)作用比較復雜(za)。如在(zai)強(qiang)氧(yang)化(hua)(hua)介(jie)質和(he)其它成(cheng)分控制合理的(de)(de)條件下(xia),若<0.10%Si時,可基本(ben)消(xiao)除敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)態(tai)、顯著(zhu)改善非敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)態(tai)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。普通不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)一般硅(gui)(gui)含(han)(han)量多在(zai)0.7~1.0%的(de)(de)范圍內,正是(shi)非敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)態(tai)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)最嚴重(zhong)(zhong)的(de)(de)敏(min)(min)(min)感區(參見(jian)圖1-2-6)。對于強(qiang)氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)介(jie)質,如98%濃(nong)硝(xiao)酸,幾乎(hu)所有的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)均由(you)于介(jie)質過(guo)(guo)強(qiang)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)能(neng)力和(he)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)過(guo)(guo)鈍化(hua)(hua)現(xian)象(xiang)而(er)不(bu)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),即(ji)使非敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)態(tai)(固溶態(tai))的(de)(de)高(gao)(gao)純不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)也無(wu)法避免(mian)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。唯有硅(gui)(gui)含(han)(han)量高(gao)(gao)于2%的(de)(de)高(gao)(gao)硅(gui)(gui)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),才能(neng)完全消(xiao)除非敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)態(tai)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。但是(shi),隨著(zhu)硅(gui)(gui)含(han)(han)量的(de)(de)提高(gao)(gao)(如通常的(de)(de)4%Si時),降低了碳(tan)在(zai)奧(ao)氏(shi)體(ti)中的(de)(de)固溶度,即(ji)使采取超低碳(tan)也難以避免(mian)“敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)態(tai)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)”。這里所講的(de)(de)并不(bu)是(shi)由(you)于貧鉻區引起的(de)(de)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),而(er)是(shi)敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)處理后因(yin)析出碳(tan)化(hua)(hua)物等造(zao)成(cheng)的(de)(de)選擇性(xing)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。在(zai)98%濃(nong)硝(xiao)酸中,主(zhu)要鈍化(hua)(hua)元素是(shi)硅(gui)(gui)而(er)非鉻,貧鉻理論已不(bu)適(shi)用。高(gao)(gao)硅(gui)(gui)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中,因(yin)添加(jia)穩定化(hua)(hua)元素形(xing)成(cheng)G相(xiang)、TiC(NbC)、鐵素體(ti)和(he)σ相(xiang)時也會發生選擇性(xing)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。在(zai)強(qiang)氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)介(jie)質中發生的(de)(de)這種晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(其機理仍可進一步探討),嚴重(zhong)(zhong)阻(zu)礙(ai)了高(gao)(gao)硅(gui)(gui)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)推廣應用。

我國(guo)于60年代末,開始發展(zhan)(zhan)耐濃硝(xiao)酸腐蝕(shi)用(yong)高(gao)硅(gui)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)。通過查(cha)明其(qi)產生(sheng)敏化(hua)態晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)的(de)(de)原因,采取嚴(yan)格控制(zhi)碳、磷等(甚至達高(gao)純(chun)級),適(shi)當(dang)降低鉻或添(tian)加鈮(ni)(在(zai)高(gao)硅(gui)鋼(gang)(gang)中同(tong)鈦的(de)(de)作用(yong)機理(li)不同(tong))等綜合改(gai)(gai)善途徑,使之獲(huo)得(de)了較(jiao)好的(de)(de)解決。采用(yong)機械(xie)熱處(chu)理(li)(改(gai)(gai)善添(tian)加鈮(ni)的(de)(de)高(gao)硅(gui)鋼(gang)(gang)中G相的(de)(de)分(fen)布)和(he)微(wei)合金化(hua)方法,改(gai)(gai)善其(qi)熱加工等性能,使這種鋼(gang)(gang)獲(huo)得(de)了推廣應(ying)用(yong)。因含有(you)(you)4%硅(gui),均具有(you)(you)優良的(de)(de)抗氯化(hua)物應(ying)力腐蝕(shi)性能(31)。同(tong)時(shi),我國(guo)于70年代初,還(huan)開始發展(zhan)(zhan)專門針對耐應(ying)力腐蝕(shi)的(de)(de)高(gao)硅(gui)(2%Si)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)和(he)高(gao)鎳(>20%Ni)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)。總之,高(gao)硅(gui)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹(耐酸)鋼(gang)(gang)近20多(duo)年來發展(zhan)(zhan)迅速,并(bing)日益獲(huo)得(de)推廣應(ying)用(yong)。其(qi)鉻含量(liang)較(jiao)寬,在(zai)8~25%,鎳為14~25%之間(jian)。高(gao)的(de)(de)硅(gui)含量(liang)提(ti)高(gao)在(zai)98%濃硝(xiao)酸中耐全面(mian)腐蝕(shi)性能(在(zai)稀硝(xiao)酸中正(zheng)相反)和(he)抗氯化(hua)物應(ying)力腐蝕(shi)以及點腐蝕(shi)性能。硅(gui)含量(liang)過高(gao)也不利,我國(guo)多(duo)為4%Si,應(ying)用(yong)最(zui)廣的(de)(de)為00Cr14Ni14Si4(簡稱C4)鋼(gang)(gang)。


 
		