XM15 的硅 3%~5%：不起皮件的氧化皮剥落按什么判

XM15 是含硅的奥氏体耐热钢，碳不超过 0.08%、硅 3.00%~5.00%、锰不超过 2.00%、铬 15.00%~20.00%、镍 11.50%~15.00%，磷不超过 0.045%、硫不超过 0.030%，熔点 1400~1430℃，比热容约 0.5。它做排气净化装置、炉用构件这类反复升降温又要求表面不掉皮的件。

硅 3%~5% 在氧化膜下面做什么

含硅钢在高温氧化时，氧会穿过表层的铬氧化物向内扩散，遇到硅就在氧化膜与基体的界面上形成富硅的氧化物层。这一层致密、扩散系数低，等于在膜下面又加了一道坝，阻滞进一步氧化，也让氧化膜不容易起层剥落。这就是不起皮钢的成分逻辑：铬负责长膜，硅负责把膜钉住。硅低于 3% 时这道坝不连续，高于 5% 时钢的塑性与焊接性明显变差，3%~5% 是长期生产验证下来的折中窗口。

铬 15%~20% 与镍 11.5%~15% 的分工

铬 15.00%~20.00% 是形成连续钝化膜的底线，低于 12% 就不成不锈钢，高于 20% 在这类含硅奥氏体里又会带出 σ 相的析出风险，长期在 600~900℃ 服役时组织会变脆。镍 11.50%~15.00% 保证奥氏体基体稳定，让它在冷热循环中不产生马氏体转变，尺寸稳定性因此比铁素体耐热钢好。这一对配比决定了它在热循环工况里的位置：比铁素体耐热钢抗热疲劳，比高镍合金便宜，但高温强度不如镍基。

熔点 1400~1430℃ 划出的工艺窗口

熔点给到 1400~1430℃ 这一档，意味着焊接与热加工的温度窗口比碳钢宽，但仍要避开两个区：一是 600~900℃ 的敏化与 σ 相析出区，长期停留会让晶界贫铬、组织变脆；二是焊接热影响区的晶粒长大区，含硅钢的晶粒一旦粗化，热疲劳寿命明显下降。热加工与固溶的温度、保温时间、冷却方式都要写进工艺卡，不能沿用 304 的参数。

氧化皮剥落的判据

不起皮不等于不氧化，判据要分开写：氧化增重速率反映氧化动力学，氧化皮的附着性反映抗剥落能力，两者不是一回事。工程上更关心后者：剥落的氧化皮会堵塞气流通道、污染下游件，也会在剥落处形成新的氧化起点，循环几次之后局部壁厚减薄。验收可以按循环氧化试验做，写明循环温度、单次保温时间、循环次数与剥落量的称量方法，这些参数不写明，同一材料能测出不同结论。

尺寸与规格对应

常规规格范围是热轧棒 15~100 mm、锻制棒 100~350 mm、冷轧薄板 0.05~4.0 mm、热轧板 4~14 mm、带材 2~10 mm，另有各尺寸锻件。薄板与带材是这类耐热件的常用形态，厚度公差与板形直接影响成形后的贴合与换热；棒材多用于紧固件与支撑件，要注意大规格锻棒的心部组织，含硅钢的大截面偏析比小规格明显。

牌号与标准对应

牌号与成分的归口可参照 GB/T 20878 不锈钢和耐热钢牌号体系，耐热钢棒的尺寸与交货条款按 GB/T 1221 一类标准核对，板带按 GB/T 4237 与 GB/T 3280 的对应条款核对，具体执行版本以合同约定为准。到货复验按三步：成分核硅、铬、镍三项，硅的区间窄，偏差直接影响抗氧化；力学取一组拉伸与硬度，硬度异常往往说明固溶或退火不到位；表面与尺寸按形态分口径量。这套件最后往往还要做一次成形后的固溶，固溶制度写不清，前面的成分与组织控制都白做。