硅在奧氏體不銹鋼中的含量一般都在0.8%~1.0%。硅作為合金元素,視其用途不同,含量在2%~7%。
硅是強烈形成鐵素體的元素,在奧氏體不銹鋼中,隨硅含量的提高,δ鐵素體將增加,金屬間化合物。相的形成也會加速和增多,從而影響鋼的性能。圖9.66為硅含量對022Cr18Ni15Si不銹鋼析出相的影響,圖中π相是一種具有β-Mn結(jié)構(gòu)(立方)的氮化物,Cr3Si是一種拓撲密堆相。為保持奧氏體不銹鋼的單一奧氏體組織,隨著硅含量的提高,鎳和氮的含量也要相應提高。
在通常硅含量的范圍內(nèi)(1.0%以下),隨鋼中硅含量的降低,將提高18%Cr-10%Ni超低碳奧氏體不銹鋼在硝酸介質(zhì)中的耐蝕性。目前硝酸級不銹鋼,除具有極低的碳含量(0.015%)外,還應盡量控制低的硅含量(<0.1%)。
鉻鎳奧氏體不銹鋼中的硅含量在1.0%以上時,雖然使鋼的耐稀硝酸性能下降,但卻提高其在高濃硝酸和含Cr6+的硝酸及高溫濃硫酸中的耐蝕性。硅提高奧氏體不銹鋼在強氧化性介質(zhì)中耐蝕性的主要機制是能在不銹鋼表面上形成SiO2膜和抑制磷的有害作用。在實際工業(yè)中,高硅奧氏體不銹鋼已成功地應用于高溫硫酸工程。
不少工作證明,在奧氏體不銹鋼中加入硅可以顯著地提高抗氯脆的能力。因此,為了抗氯脆設(shè)計的不銹鋼,除了采取高鎳(約25%)的奧氏體鋼或超低碳的鐵素體鋼外,一般是加入1.5%以上的硅,形成復相鋼或基本上是奧氏體鋼。