雙相不(bu)銹鋼的性能，尤其是耐91香蕉視頻app:應力腐蝕破裂的(de)性能與其(qi)鐵(tie)素體和(he)奧氏體相的(de)比例有著密(mi)切的(de)關(guan)系(xi)，因(yin)此測量鐵(tie)素體的(de)含(han)量是91香蕉視頻app:雙相不銹鋼研(yan)制(zhi)和生產中不(bu)可缺(que)少的工作(zuo)。金(jin)相測定法是(shi)測定鐵素體含量的一種常用方法，因此準確顯(xian)(xian)示雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼的顯(xian)(xian)微組織是(shi)精確測定鐵素體含量的前(qian)提。
1. 雙相不(bu)銹鋼的常規侵蝕方(fang)法(fa)
雙相不銹鋼最常用的顯微組織顯現方法是根據GB/T 6401-1986《鐵素體奧氏體型雙相不銹鋼中α-相面積含量金相測定法》里推薦的。第一種是熱的（60~90℃)或煮沸的堿性鐵氰化鉀溶液（10~15g鐵氰化鉀＋10~30g氫氧化鉀或7~20g氫氧化鈉＋100mL水），需要浸泡數分鐘。其腐蝕形貌如圖2.1所示。這種方法存在著侵蝕時間長，每次使用需要新配制溶液，需要加熱，有時在應用圖像分析系統測定相含量時對比度不夠大等缺點。第二種為氯化鐵鹽酸乙醇水溶液（5g氯化鐵＋100ml,液鹽酸＋100ml,乙醇＋100ml,水），試樣先在室溫侵蝕，而后需要加熱至500~600℃,待侵蝕面變黃停止。這種方法需要加熱溫度太高，具體操作煩瑣，可行性不強。
采用偏(pian)重(zhong)亞(ya)(ya)硫(liu)酸鉀(jia)(jia)、氯(lv)化(hua)銅、鹽(yan)(yan)酸水溶(rong)液可以(yi)將(jiang)鐵(tie)素體染成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)紅棕色(se)或藍色(se)，而奧氏體則(ze)為白(bai)亮(liang)色(se)。這種(zhong)方(fang)(fang)法(fa)具有(you)制(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)不(bu)(bu)需(xu)加熱、侵(qin)蝕時(shi)間短、容易(yi)掌握、操(cao)作簡便(bian)且(qie)相邊界清晰(xi)、色(se)彩(cai)鮮艷(yan)、對比度大、易(yi)于分(fen)析不(bu)(bu)同相等優點。通(tong)常鐵(tie)索體奧氏體型雙相不(bu)(bu)銹鋼形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)陽極(ji)電化(hua)學(xue)(xue)沉(chen)積膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)一個合適的(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)配(pei)比為：偏(pian)重(zhong)亞(ya)(ya)硫(liu)酸鉀(jia)(jia)（1g)+鹽(yan)(yan)酸（20mL)+氯(lv)化(hua)銅（0.2~0.5g)+水（100mL).由(you)于試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)的(de)(de)差異及(ji)氣(qi)溫(wen)的(de)(de)變(bian)化(hua)，陽極(ji)沉(chen)積膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)生成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)速(su)度會發(fa)生變(bian)化(hua)，實際工作中(zhong)可以(yi)適當(dang)調整溶(rong)液配(pei)比來控制(zhi)雙相不(bu)(bu)銹鋼陽極(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)速(su)度，以(yi)達到理想的(de)(de)浸染效果。試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑的(de)(de)配(pei)制(zhi)最好在(zai)(zai)室溫(wen)下(xia)，將(jiang)20mL鹽(yan)(yan)酸加入(ru)100mL水中(zhong)，再加入(ru)1g偏(pian)重(zhong)亞(ya)(ya)硫(liu)酸鉀(jia)(jia)，用玻(bo)璃棒攪(jiao)拌直至(zhi)完全溶(rong)解，再加入(ru)氯(lv)化(hua)銅，溶(rong)解后(hou)(hou)放置(zhi)片刻(ke)便(bian)可使(shi)用。試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)磨制(zhi)和(he)拋(pao)光與通(tong)常制(zhi)備金(jin)相試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)基本(ben)相同，只是注意(yi)在(zai)(zai)侵(qin)蝕前(qian)要把試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)表面(mian)(mian)的(de)(de)油污(wu)等雜質清除干(gan)凈，去掉制(zhi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)過程中(zhong)使(shi)用的(de)(de)金(jin)屬夾持器。試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)在(zai)(zai)室溫(wen)下(xia)侵(qin)蝕15~30s即可。由(you)于試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)的(de)(de)差異和(he)環境溫(wen)度的(de)(de)變(bian)化(hua)，需(xu)要適當(dang)調整試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑的(de)(de)濃度和(he)侵(qin)蝕時(shi)間，以(yi)侵(qin)蝕的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)肉(rou)眼觀(guan)察(cha)其表面(mian)(mian)呈現(xian)橙(cheng)黃色(se)即可。然后(hou)(hou)用自(zi)來水沖(chong)洗干(gan)凈，用濾紙(zhi)吸(xi)干(gan)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)表面(mian)(mian)的(de)(de)水膜(mo)(mo)(mo)，再用電吹(chui)(chui)風將(jiang)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)吹(chui)(chui)干(gan)。具體腐蝕形(xing)貌如(ru)圖2.2所(suo)示。
這種方法的原理如下：鐵素體和奧氏體可以形成一個電化學的雙電極體系，鐵素體和奧氏體兩相相當于兩個不同的單電極，將這樣一個具有雙電極的金相試樣浸入偏重亞硫酸鉀、氯化銅、鹽酸水溶液中，鐵素體、奧氏體兩個電極將建立相應的穩定電位Eγ和Eα,Eγ>Eα(α為陽極相，γ為陰極相）。對于奧氏體電極而言，相當于附加了一個較負的外電勢，而對于鐵素體電極則相當于附加了一個較正的外電勢。附加外電勢的存在，導致了鐵素體、奧氏體電極體系中產生附加的外電流。而這種方法的缺點是在侵蝕的過程中會產生有害物質SO2、H2S,因此需要格外注意通風條件。進一步實驗發現，氯化銅試劑可以省去，將配方改為偏重亞硫酸鉀（1g)+鹽酸（15mL)+水（100mL)依然可以得到較為清晰的雙相不銹鋼腐蝕形貌。如圖2.3所示。
2. 雙相不(bu)銹(xiu)鋼的(de)電(dian)化學(xue)侵蝕方法
電(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)極(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)的方(fang)法是根據雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼在實驗溶液(ye)中腐蝕(shi)(shi)速率的差別(bie)，將(jiang)(jiang)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼兩(liang)相(xiang)(xiang)進(jin)行區分(fen)的一種手段(duan)，相(xiang)(xiang)對于(yu)常規侵(qin)蝕(shi)(shi)的方(fang)法，電(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)侵(qin)蝕(shi)(shi)具(ju)有腐蝕(shi)(shi)均勻、侵(qin)蝕(shi)(shi)所(suo)需時間短(duan)、腐蝕(shi)(shi)形貌(mao)清(qing)晰明了等(deng)特(te)點。實驗步驟如(ru)下：首先，將(jiang)(jiang)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)背(bei)面(mian)(mian)與(yu)導線(xian)(xian)相(xiang)(xiang)連，并用環氧(yang)樹脂將(jiang)(jiang)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)封樣(yang)(yang)，只留帶(dai)侵(qin)蝕(shi)(shi)面(mian)(mian)；其(qi)(qi)次(ci)，配置2mol/L的氫氧(yang)化(hua)(hua)鈉(na)溶液(ye)；再次(ci)，將(jiang)(jiang)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)、參(can)比電(dian)極(ji)(ji)(ji)（飽和甘汞電(dian)極(ji)(ji)(ji)）、輔助(zhu)(zhu)電(dian)極(ji)(ji)(ji)（鉑電(dian)極(ji)(ji)(ji)）分(fen)別(bie)與(yu)電(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)工作站的工作接線(xian)(xian)、參(can)比電(dian)極(ji)(ji)(ji)接線(xian)(xian)、輔助(zhu)(zhu)電(dian)極(ji)(ji)(ji)接線(xian)(xian)相(xiang)(xiang)連，并置于(yu)配置好(hao)的氫氧(yang)化(hua)(hua)鈉(na)溶液(ye)中，采用恒電(dian)位極(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)的方(fang)法，選擇＋2V(相(xiang)(xiang)對于(yu)參(can)比電(dian)極(ji)(ji)(ji)）的電(dian)位，極(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)10~20s;最后，將(jiang)(jiang)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)拿(na)出后清(qing)洗吹干用于(yu)觀察。其(qi)(qi)腐蝕(shi)(shi)形貌(mao)如(ru)圖2.4所(suo)示。其(qi)(qi)缺點是預先的制(zhi)樣(yang)(yang)過程(cheng)所(suo)需時間較長，較為煩瑣。
3. 雙相不銹鋼的優先(xian)腐蝕行為(wei)
2205雙相不銹鋼由鐵素體相和奧氏體相兩相組成，兼具鐵素體不銹鋼的強度和奧氏體不銹鋼的韌性，具有優良且獨特的力學性能，并且耐氯離子腐蝕，是一種優質的很有發展空間的鋼材。然而也正是由于2205雙相不銹鋼的特殊結構，導致其在具備以上優良性能的同時，由于鐵素體相與奧氏體相不同的晶體結構和化學組成，導致兩相耐蝕性能存在差異。這種特殊的差異性會導致兩相中的一相發生優先腐蝕，成為腐蝕脆弱區，導致雙相不銹鋼開裂破壞。因此，研究雙相不銹鋼的優先腐蝕行為以及單一相的耐蝕性能具有十分重要的意義。
在此之前，已經有少量對雙相不銹鋼優先腐蝕行為的研究，主要是通過改變腐蝕介質的種類以及腐蝕介質的濃度來控制雙相不銹鋼兩相的腐蝕速率。根據優先腐蝕相的不同，可分為三類：鐵素體相優先腐蝕、奧氏體相優先腐蝕、兩相均勻腐蝕。本書主要研究不同固溶溫度（1000℃、1050℃、1100℃、1150℃)下2205雙相不銹鋼在1.5mol/L HNO3+2mol/L NaCl溶液（硝酸體系）與2mol/L H2SO4+0.5mol/L HCl(硫酸體系）溶液中的優選腐蝕及耐蝕性能，并在此基礎上在兩種腐蝕介質中分別制備具有鐵素體單－相和奧氏體單－相的2205雙相不銹鋼，研究其單一相的耐蝕性能及滲氫行為，進而更好地了解微觀組織對2205雙相不銹鋼的腐蝕行為和氫脆敏感性的影響。
a. 雙相(xiang)不銹鋼在硝酸體系中的侵蝕
圖2.5為不(bu)(bu)同固溶(rong)溫度(du)(du)(du)下(xia)2205雙相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼在硝(xiao)(xiao)酸(suan)體系中(zhong)的極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲(qu)線，由于硝(xiao)(xiao)酸(suan)是強氧化(hua)(hua)(hua)性酸(suan)，因此(ci)，在硝(xiao)(xiao)酸(suan)體系中(zhong)存在明顯的鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)現(xian)象。2205雙相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼在硝(xiao)(xiao)酸(suan)體系中(zhong)的極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲(qu)線由陰(yin)極(ji)區(qu)、活化(hua)(hua)(hua)區(qu)、鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)過(guo)渡區(qu)、鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)區(qu)、過(guo)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)區(qu)五(wu)個部分組成。不(bu)(bu)同熱處理溫度(du)(du)(du)下(xia)的極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲(qu)線表(biao)現(xian)出相(xiang)似的形狀(zhuang)，其鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)區(qu)的寬度(du)(du)(du)相(xiang)差不(bu)(bu)多，自腐蝕電位和自腐蝕電流(liu)的大小(xiao)比較接(jie)近，均為一個數量(liang)級。其具體擬合(he)值如表(biao)2.1所列。
表2.1中：Ecorr表示自腐蝕電位；Icorr表示自腐蝕電流；Etp表示過鈍化電位；Ip表示維鈍電流；Epp表示致鈍電位。比較各固溶溫度試樣的自腐蝕電位，數值相差不多，自腐蝕電位用來表征材料的耐蝕傾向，而自腐蝕電流則可反應材料的腐蝕速率。比較各固溶溫度下試樣的自腐蝕電流，均為同一數量級，自腐蝕電流隨著固溶溫度的升高先降低后升高，在1050℃時達到最小值1.5×10-4A/c㎡,因此，當固溶溫度為1050℃時，試樣在硝酸體系中的耐蝕性能最好，固溶溫度升高或者降低均會導致耐蝕性能略微變差。比較各固溶溫度下試樣的鈍化區間可知，各固溶溫度下試樣在硝酸體系中的鈍化區間相差很小。維鈍電流的大小則可反映出材料表面鈍化膜的穩定性，維鈍電流越小，表明鈍化膜性能越好，從表2.1中可以看出，隨著固溶溫度的升高，維鈍電流先降低后升高，在1050℃時達到最小值1.5×10-4A/c㎡,因此，當固溶溫度為1050℃時，試樣表面的鈍化膜最穩定，固溶溫度升高或者降低均會導致鈍化膜性能略微變差。綜上所述，當固溶溫度為1050℃時，2205雙相不銹鋼在硝酸體系中的耐蝕性能和鈍化膜穩定性能均為最佳，隨著固溶溫度的升高或者降低，其耐蝕性能和鈍化膜穩定性都會略微變差。
結合(he)圖(tu)2.5和(he)表2.1可知(zhi)，所有固溶溫度下的試樣(yang)在(zai)(zai)硝酸體(ti)(ti)(ti)系中的活化鈍化峰(feng)只有一個，這個峰(feng)值對應的電(dian)位(wei)就是致(zhi)鈍電(dian)位(wei)。其數值相(xiang)(xiang)(xiang)差很小，在(zai)(zai)-0.27V附(fu)近，在(zai)(zai)此電(dian)位(wei)下，奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)與鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)的耐蝕性相(xiang)(xiang)(xiang)差最大。圖(tu)2.6為(wei)(wei)2205雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼在(zai)(zai)恒(heng)電(dian)位(wei)-0.27V極(ji)化后的能譜(pu)圖(tu)，鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)中Cr元素(su)和(he)Mo元素(su)含(han)量高(gao)，奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)中Ni元素(su)含(han)量高(gao)，由圖(tu)中可以看(kan)出，突出相(xiang)(xiang)(xiang)中Cr和(he)Mo含(han)量高(gao)于凹陷(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)，而Ni元素(su)含(han)量低于凹陷(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)，因此，突出相(xiang)(xiang)(xiang)為(wei)(wei)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)，凹陷(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)為(wei)(wei)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)，奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)的腐蝕速率較鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)高(gao)，奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)優先(xian)腐蝕。
b. 雙(shuang)相不(bu)銹鋼在硫酸體系中的侵蝕
圖2.7為(wei)不(bu)同(tong)固(gu)溶(rong)溫度(du)(du)下(xia)2205雙相不(bu)銹鋼在(zai)(zai)硫(liu)(liu)酸(suan)系(xi)中的(de)(de)(de)極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲線(xian)(xian)，由于硫(liu)(liu)酸(suan)同(tong)硝酸(suan)一(yi)樣也是強氧化(hua)(hua)(hua)性酸(suan)，因此，在(zai)(zai)硫(liu)(liu)酸(suan)體系(xi)中同(tong)樣存在(zai)(zai)明顯的(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)現(xian)象。2205雙相不(bu)銹鋼在(zai)(zai)硫(liu)(liu)酸(suan)體系(xi)中的(de)(de)(de)極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲線(xian)(xian)由陰(yin)極(ji)區(qu)、活化(hua)(hua)(hua)區(qu)、鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)過渡區(qu)、鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)區(qu)、過鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)區(qu)五個部分組成。不(bu)同(tong)固(gu)溶(rong)溫度(du)(du)下(xia)的(de)(de)(de)極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲線(xian)(xian)表現(xian)出相似的(de)(de)(de)形狀，其鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)區(qu)的(de)(de)(de)寬度(du)(du)相差很小，自腐蝕電(dian)位和自腐蝕電(dian)流(liu)的(de)(de)(de)大(da)小比較接(jie)近，均為(wei)一(yi)個數量級。其具體擬(ni)合(he)值(zhi)如表2.2所列。
表2.2中：Ecorr表示自腐蝕電位；Icorr表示自腐蝕電流；Ep表示過鈍化電位；Ip表示維鈍電流；Epp表致鈍電位。比較各固溶溫度試樣的自腐蝕電位，1150℃時自腐蝕電位最高，而自腐蝕電位只是用來表征材料的耐蝕傾向，而自腐蝕電流則可反應材料的實際腐蝕速率。比較各固溶溫度下試樣的自腐蝕電流，均為同一數量級，自腐蝕電流隨著固溶溫度的升高先降低后升高，在1050℃時達到最小值2.38×10-5A/c㎡,因此，當固溶溫度為．1050℃時，試樣在硫酸體系中的耐蝕性能最好，固溶溫度升高或者降低均會導致耐蝕性能略微變差。比較各固溶溫度下試樣的鈍化區間可知，各固溶溫度下試樣在硫酸體系中的鈍化區間相差很小。維鈍電流的大小則可反映出材料表面鈍化膜的穩定性，維鈍電流越小，表明鈍化膜性能越好，從表中可以看出，當固溶溫度較低時，維鈍電流較小，1000℃與1050℃時的維鈍電流同時達到最小值1.3×10-4A/c㎡,隨著固溶溫度的升高，維鈍電流升高，1150℃時維鈍電流達到最大值2.1×10-4A/c㎡.因此，當固溶溫度為1000℃和1050℃時，試樣表面的鈍化膜最穩定，固溶溫度升高會導致鈍化膜性能略微變差。綜上所述，當固溶溫度為1050℃時，2205雙相不銹鋼在硝酸體系中的耐蝕性能和鈍化膜穩定性能均為最佳，這與硝酸體系的結果是一致的。
結合圖2.7和表2.2可知，與硝酸體系不同，所有固溶溫度下的試樣在硫酸體系中的活化鈍化峰均有兩個（Epp1、Epp2)，不同固溶溫度試樣的峰值對應的電位相差很小，分別在－0.305V和－0.26V附近，這兩個峰對應的電位均為鐵素體相與奧氏體相腐蝕速率差值最大的電位。
圖2.8為2205雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼在恒(heng)電位-0.305V下極化后的(de)能譜圖 從圖中(zhong)可以看出，突出相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)鉻元(yuan)素和鉬元(yuan)素含(han)量(liang)較(jiao)凹陷(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)低，而鎳元(yuan)素含(han)量(liang)較(jiao)凹陷(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)高，因此，突出相(xiang)(xiang)(xiang)為奧氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)，凹陷(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)為鐵素體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)，在此電位下，鐵素體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)腐(fu)蝕速(su)率(lv)較(jiao)奧氏(shi)體(ti)(ti)快，鐵素體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)優先腐(fu)蝕。
圖2.9為2205雙相(xiang)不銹鋼在恒電位(wei)(wei)-0.26V下極(ji)化后的(de)能譜圖，突出(chu)相(xiang)中(zhong)鉻元素和鉬元素含量較(jiao)凹陷(xian)(xian)相(xiang)高，鎳元素含量較(jiao)凹陷(xian)(xian)相(xiang)低(di)(di)，因(yin)此(ci)，突出(chu)相(xiang)為鐵(tie)素體(ti)相(xiang)，凹陷(xian)(xian)相(xiang)為奧氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)，在此(ci)電位(wei)(wei)下奧氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)腐(fu)蝕速率較(jiao)鐵(tie)素體(ti)相(xiang)快，奧氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)發生(sheng)優(you)先腐(fu)蝕。綜(zong)上所述，在硫酸(suan)體(ti)系中(zhong)，對應電位(wei)(wei)值較(jiao)高的(de)活化鈍(dun)化峰為奧氏(shi)(shi)體(ti)峰，此(ci)時(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)發生(sheng)優(you)先腐(fu)蝕，而(er)對應電位(wei)(wei)值較(jiao)低(di)(di)的(de)活化鈍(dun)化峰為鐵(tie)素體(ti)峰，此(ci)時(shi)鐵(tie)素體(ti)相(xiang)發生(sheng)優(you)先腐(fu)蝕。
