硅是主要的耐蝕合金元素之一。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)(gui)(gui)(gui)含(han)量對(dui)Cr-Ni奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)比較復雜。如(ru)(ru)在(zai)強氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)介(jie)質和其(qi)它成(cheng)(cheng)分控制(zhi)合理(li)的(de)(de)(de)條(tiao)件下(xia),若<0.10%Si時,可基本消(xiao)除(chu)敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)態(tai)、顯著(zhu)改善非(fei)(fei)敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)態(tai)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。普通不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)一般硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)含(han)量多在(zai)0.7~1.0%的(de)(de)(de)范(fan)圍內(nei),正是(shi)非(fei)(fei)敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)態(tai)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)最嚴(yan)重的(de)(de)(de)敏(min)(min)(min)感(gan)區(qu)(參見圖1-2-6)。對(dui)于(yu)(yu)強氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)性(xing)介(jie)質,如(ru)(ru)98%濃(nong)硝酸(suan),幾乎(hu)所有的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)均由于(yu)(yu)介(jie)質過強的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)能(neng)力和鋼(gang)的(de)(de)(de)過鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)現象而(er)不(bu)(bu)(bu)耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),即使非(fei)(fei)敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)態(tai)(固溶態(tai))的(de)(de)(de)高(gao)(gao)純不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)也無法避(bi)(bi)免(mian)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。唯(wei)有硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)含(han)量高(gao)(gao)于(yu)(yu)2%的(de)(de)(de)高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang),才能(neng)完(wan)全消(xiao)除(chu)非(fei)(fei)敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)態(tai)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。但是(shi),隨著(zhu)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)含(han)量的(de)(de)(de)提高(gao)(gao)(如(ru)(ru)通常的(de)(de)(de)4%Si時),降低了(le)碳在(zai)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)固溶度,即使采取超低碳也難以避(bi)(bi)免(mian)“敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)態(tai)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)”。這里所講的(de)(de)(de)并不(bu)(bu)(bu)是(shi)由于(yu)(yu)貧鉻區(qu)引起的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),而(er)是(shi)敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)后因析出(chu)碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物等造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)選(xuan)擇(ze)性(xing)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。在(zai)98%濃(nong)硝酸(suan)中(zhong),主要鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)元素是(shi)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)而(er)非(fei)(fei)鉻,貧鉻理(li)論已不(bu)(bu)(bu)適用(yong)。高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong),因添加穩(wen)定化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)元素形成(cheng)(cheng)G相、TiC(NbC)、鐵素體(ti)和σ相時也會發生選(xuan)擇(ze)性(xing)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。在(zai)強氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)性(xing)介(jie)質中(zhong)發生的(de)(de)(de)這種晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(其(qi)機(ji)理(li)仍可進一步探討),嚴(yan)重阻礙了(le)高(gao)(gao)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)推廣應用(yong)。

我(wo)國于(yu)60年代末,開(kai)(kai)始(shi)發展耐濃硝酸腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)用(yong)高硅(gui)(gui)奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。通過(guo)查(cha)明其產(chan)生敏(min)化(hua)態晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的原因,采取嚴(yan)格控(kong)制(zhi)碳、磷等(甚至達高純(chun)級),適當(dang)降低(di)鉻或添(tian)(tian)加鈮(在(zai)高硅(gui)(gui)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)同(tong)鈦的作用(yong)機理(li)不(bu)同(tong))等綜(zong)合改(gai)善(shan)途徑,使之(zhi)獲(huo)得了(le)較好的解決。采用(yong)機械(xie)熱處理(li)(改(gai)善(shan)添(tian)(tian)加鈮的高硅(gui)(gui)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)G相的分布)和(he)微(wei)合金化(hua)方(fang)法,改(gai)善(shan)其熱加工(gong)等性能(neng)(neng),使這種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)獲(huo)得了(le)推廣應用(yong)。因含(han)(han)(han)有4%硅(gui)(gui),均具有優(you)良的抗(kang)氯化(hua)物(wu)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)(31)。同(tong)時,我(wo)國于(yu)70年代初(chu),還開(kai)(kai)始(shi)發展專門針對(dui)耐應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的高硅(gui)(gui)(2%Si)奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)高鎳(>20%Ni)奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。總之(zhi),高硅(gui)(gui)奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(耐酸)鋼(gang)(gang)(gang)近20多年來發展迅速,并日益獲(huo)得推廣應用(yong)。其鉻含(han)(han)(han)量(liang)較寬,在(zai)8~25%,鎳為14~25%之(zhi)間。高的硅(gui)(gui)含(han)(han)(han)量(liang)提高在(zai)98%濃硝酸中(zhong)耐全面腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)(在(zai)稀(xi)硝酸中(zhong)正(zheng)相反)和(he)抗(kang)氯化(hua)物(wu)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)以及點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)。硅(gui)(gui)含(han)(han)(han)量(liang)過(guo)高也不(bu)利,我(wo)國多為4%Si,應用(yong)最廣的為00Cr14Ni14Si4(簡稱C4)鋼(gang)(gang)(gang)。

