硅是主要的耐(nai)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(ao)氏體不(bu)銹鋼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(gang)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)量對(dui)Cr-Ni奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)作用(yong)比(bi)較復雜。如在(zai)(zai)(zai)強氧(yang)化(hua)(hua)介質(zhi)和(he)(he)其(qi)它(ta)成(cheng)(cheng)分控制合(he)理的(de)(de)(de)條件下，若＜0.10％Si時，可基本(ben)消除敏(min)化(hua)(hua)態、顯著改善非(fei)敏(min)化(hua)(hua)態晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)。普通不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)一般(ban)硅(gui)(gui)含(han)量多在(zai)(zai)(zai)0.7～1.0％的(de)(de)(de)范圍(wei)內，正(zheng)是非(fei)敏(min)化(hua)(hua)態晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)最嚴(yan)(yan)重的(de)(de)(de)敏(min)感區(qu)（參(can)見圖1-2-6）。對(dui)于強氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)介質(zhi)，如98％濃硝(xiao)(xiao)酸，幾乎所(suo)有的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)均(jun)由(you)于介質(zhi)過強的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)能力(li)和(he)(he)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)過鈍(dun)化(hua)(hua)現象而不(bu)(bu)(bu)(bu)耐腐(fu)蝕(shi)，即使非(fei)敏(min)化(hua)(hua)態（固溶態）的(de)(de)(de)高(gao)(gao)純不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)也無法避免(mian)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)。唯(wei)有硅(gui)(gui)含(han)量高(gao)(gao)于2％的(de)(de)(de)高(gao)(gao)硅(gui)(gui)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，才能完全消除非(fei)敏(min)化(hua)(hua)態晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)。但是，隨著硅(gui)(gui)含(han)量的(de)(de)(de)提高(gao)(gao)（如通常的(de)(de)(de)4％Si時），降(jiang)低了碳(tan)在(zai)(zai)(zai)奧(ao)氏(shi)體(ti)中的(de)(de)(de)固溶度，即使采取超低碳(tan)也難以避免(mian)“敏(min)化(hua)(hua)態晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)”。這里所(suo)講的(de)(de)(de)并(bing)不(bu)(bu)(bu)(bu)是由(you)于貧鉻區(qu)引起(qi)的(de)(de)(de)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)，而是敏(min)化(hua)(hua)處理后因析出碳(tan)化(hua)(hua)物等造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)選擇性(xing)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)。在(zai)(zai)(zai)98％濃硝(xiao)(xiao)酸中，主(zhu)要鈍(dun)化(hua)(hua)元素(su)是硅(gui)(gui)而非(fei)鉻，貧鉻理論已(yi)不(bu)(bu)(bu)(bu)適用(yong)。高(gao)(gao)硅(gui)(gui)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中，因添加穩定化(hua)(hua)元素(su)形成(cheng)(cheng)G相、TiC（NbC）、鐵素(su)體(ti)和(he)(he)σ相時也會發生(sheng)選擇性(xing)腐(fu)蝕(shi)。在(zai)(zai)(zai)強氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)介質(zhi)中發生(sheng)的(de)(de)(de)這種晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)（其(qi)機理仍可進一步探討(tao)），嚴(yan)(yan)重阻礙了高(gao)(gao)硅(gui)(gui)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)推廣應用(yong)。


5.jpg


  我(wo)(wo)國(guo)于60年(nian)(nian)代末，開始(shi)發(fa)展(zhan)耐(nai)濃(nong)硝(xiao)酸(suan)腐(fu)蝕(shi)(shi)用(yong)高(gao)硅(gui)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。通過(guo)查明其(qi)產生敏化態晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)原因(yin)，采取嚴格控制碳、磷等（甚(shen)至達(da)高(gao)純級），適當降(jiang)低(di)鉻(ge)或添(tian)加(jia)鈮（在(zai)高(gao)硅(gui)鋼(gang)(gang)中同鈦的(de)(de)作(zuo)用(yong)機(ji)理不(bu)同）等綜合改善(shan)途徑，使之獲得了較好(hao)的(de)(de)解決。采用(yong)機(ji)械熱處理（改善(shan)添(tian)加(jia)鈮的(de)(de)高(gao)硅(gui)鋼(gang)(gang)中G相的(de)(de)分布）和微(wei)合金化方法(fa)，改善(shan)其(qi)熱加(jia)工等性(xing)能，使這種鋼(gang)(gang)獲得了推廣(guang)應(ying)用(yong)。因(yin)含(han)有(you)4％硅(gui)，均具有(you)優良的(de)(de)抗(kang)氯化物應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能（31）。同時，我(wo)(wo)國(guo)于70年(nian)(nian)代初，還開始(shi)發(fa)展(zhan)專(zhuan)門(men)針對耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)高(gao)硅(gui)（2％Si）奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和高(gao)鎳（＞20％Ni）奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。總(zong)之，高(gao)硅(gui)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)（耐(nai)酸(suan)）鋼(gang)(gang)近(jin)20多(duo)年(nian)(nian)來(lai)發(fa)展(zhan)迅(xun)速(su)，并日益(yi)獲得推廣(guang)應(ying)用(yong)。其(qi)鉻(ge)含(han)量較寬(kuan)，在(zai)8～25％，鎳為14～25％之間。高(gao)的(de)(de)硅(gui)含(han)量提(ti)高(gao)在(zai)98％濃(nong)硝(xiao)酸(suan)中耐(nai)全面腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能（在(zai)稀硝(xiao)酸(suan)中正相反）和抗(kang)氯化物應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)以及點腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能。硅(gui)含(han)量過(guo)高(gao)也不(bu)利，我(wo)(wo)國(guo)多(duo)為4％Si，應(ying)用(yong)最廣(guang)的(de)(de)為00Cr14Ni14Si4（簡稱C4）鋼(gang)(gang)。