圖3.7(a)~(d)為鐵素體和奧氏體相中的Cr、Mo、Ni元素含量與固溶溫度的關(guān)系圖。圖3.7(a)~(d)證實(shí)了鐵素體相中的Cr和Mo含量更高，而奧氏體相中的Ni和Mn含量更高。從圖中可看出，鐵素體相中的Cr含量為23.77%~25.16%,比奧氏體相中Cr含量高2%左右；鐵素體相中Mo含量為3.86%~4.37%,比奧氏體相中的Mo含量高1.7%左右；奧氏體相中的Ni含量為5.42%、6.7%,比鐵素體相中的Ni含量高2%;當(dāng)固溶處理溫度為1050℃時(shí)，鐵素體相中的Cr、Mo和Ni含量分別為23.77%、3.97%、4.24%,奧氏體相中的Cr、Mo和Ni含量分別為23.53%、2.63%、5.42%.可見在1050℃溫度下進(jìn)行固溶時(shí)，兩相中的Cr、Mo、Ni含量差異最小，此時(shí)鐵素體含量為51.9%,奧氏體含量為48.1%.當(dāng)固溶溫度改變時(shí)，鐵素體／奧氏體兩相比例相差變大，且兩相中的Cr、Mo、Ni含量差異也變大。當(dāng)固溶溫度為1000℃,兩相中Cr為3.69%、Mo為1.51%、Ni為3.37%;當(dāng)固溶溫度為1150℃時(shí)，兩相中Cr為2.29%、Mo為1.34%、Ni為2.09%,可見1000℃固溶試樣的兩相中的Cr、Mo、Ni元素含量差大于1150℃固溶試樣的兩相中Cr、Mo、Ni元素含量差。


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  由公式“PREN.=[Cr]+3.3[Mo]”計(jì)算鐵素體的PREN值，由公式“PREN,=[Cr]+3.3[Mo]+16[N]-[Mn]”計(jì)算奧氏體的PREN值，可得PREN值與固溶溫度的關(guān)系圖，如圖3.7(e)所示。從圖3.7(e)可看出，在不同固溶狀態(tài)下，兩相的PREN值有所不同，但PRENa>PRENy.當(dāng)固溶溫度為1050℃時(shí)，PREN.最小、PREN,最大，分別為36.9和30.6,兩者相差最小。


  圖3.8為不同固溶試樣的極化曲線?？梢?，在自腐蝕電位下，材料開始發(fā)生鈍化；當(dāng)極化電位升高到一定值時(shí)，不同固溶的材料都發(fā)生點(diǎn)蝕，電流密度急劇增大。根據(jù)GB 4334.9-1984中電流密度為0.1mA/c㎡所對(duì)應(yīng)的電位為點(diǎn)蝕電位和Tafel擬合，分別得到點(diǎn)蝕電位、自腐蝕電流密度與固溶溫度的關(guān)系圖，如圖3.11(a)所示。


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  圖3.9(a)、（b)分別為不同固溶試樣的Nyquist 圖和Bode圖。從圖3.9(a)可見，試樣在低頻和高頻區(qū)分別存在一個(gè)容抗弧。從圖3.9(b)可見，試樣在低頻和高頻處分別存在一個(gè)時(shí)間常數(shù)。根據(jù)曹楚南的《電化學(xué)阻抗譜導(dǎo)論》可知。雙相不銹鋼在NaCl溶液中的阻抗譜中存在兩個(gè)時(shí)間常數(shù)，常以圖3.10所示的等效電路（R1為電荷轉(zhuǎn)移電阻，R2為鈍化膜電阻）進(jìn)行阻抗擬合。經(jīng)阻抗擬合，得到鈍化膜電阻、電荷轉(zhuǎn)移電阻與固溶處理溫度的關(guān)系圖，如圖3.11(b)所示。


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 從圖3.11(a)可見，1050℃固溶試樣的點(diǎn)蝕電位最高，約為0.89V,且1050℃固溶試樣的自腐蝕電流密度最低，約為2.34×10-6A/c㎡,說明該狀態(tài)下試樣的耐點(diǎn)蝕性能最好。由圖3.11(b)可知，1050℃固溶試樣的鈍化膜電阻值最高，約為1300Ω,且其電荷轉(zhuǎn)移電阻值也最高，約為9500Ω,說明該狀態(tài)下試樣的鈍化膜較穩(wěn)定，耐點(diǎn)蝕性能較好。


  圖3.12為不同固溶的2205雙相不銹鋼極化后的點(diǎn)蝕形貌圖，圖中黑色為蝕坑，深色為鐵素體，淡色為奧氏體。從圖3.12可見，四種固溶試樣的點(diǎn)蝕都發(fā)生于鐵素體與奧氏體相界面處，且易向鐵素體相中長大。當(dāng)固溶溫度為1050℃時(shí)，試樣的點(diǎn)蝕尺寸最小，點(diǎn)蝕敏感性最低。


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  通過計(jì)算得到不同相比例下的鐵素體PREN值和奧氏體PREN值，可見不同相比例下的PREN.都大于PREN,.雙相不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能可通過點(diǎn)蝕電位衡量。點(diǎn)蝕電位越高，耐點(diǎn)獨(dú)性能越好。前人認(rèn)為雙相不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能由B能N值較區(qū)的相決定，且PEN值越高，耐點(diǎn)蝕性能越好，從圖3.71e)可矩，不同海溶試樣的PREN.都大于PREN,,當(dāng)固溶溫度為1050℃時(shí)，PHEN,最大，材料的耐點(diǎn)蝕性能應(yīng)最好。從圖3.11(a)、（b)可知，1050℃固溶試樣的點(diǎn)蝕電位最高，鈍化膜阻抗值最大，電荷轉(zhuǎn)移電阻值最商；且從圖3.12(b)可見，1050℃固溶試樣的點(diǎn)蝕坑尺寸最小，表現(xiàn)出最好的耐點(diǎn)蝕性能。綜上可知，雙相不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能由 PREN 值較小相決定的理論是有實(shí)驗(yàn)依據(jù)的。


  從圖3.12(a)~(d)可見，在不同固溶狀態(tài)下，鐵素體相都更易發(fā)生點(diǎn)蝕；而從圖3.7(e)可見，在不同固溶狀態(tài)下，PREN.都大于PREN,,鐵素體的耐點(diǎn)蝕性能應(yīng)優(yōu)于奧氏體相，可見兩者存在矛盾。


  隨固溶溫度變化，雙相不銹鋼中的鐵素體和奧氏體相的比例改變，且兩相形態(tài)也發(fā)生變化。Cr是鐵素體形成元素，可提高材料的耐蝕性能；Mo是鐵素體形成元素，可提高點(diǎn)蝕電位，降低腐蝕速率；Ni是奧氏體形成元素，可維持兩相平衡，提高耐蝕性能。并且材料中存在一定量的N,其為奧氏體形成元素，提高局部腐蝕抗力。從圖3.7(a)~(c)可見，隨固溶溫度變化，兩相中的Cr、Mo、Ni元素含量發(fā)生變化。由于Cr、Mo、Ni元素之間的腐蝕電位存在差異，勢(shì)必造成兩相之間存在電化學(xué)差異，使腐蝕更易發(fā)生。從圖3.7(e)可知，不同固溶狀態(tài)下材料的PREN,大小關(guān)系為1050℃>1000℃>1150℃>1100℃,因此根據(jù)前人的研究，不同固溶態(tài)材料的耐點(diǎn)蝕性能優(yōu)劣關(guān)系應(yīng)為：1050℃優(yōu)于1000℃優(yōu)于1150℃.當(dāng)固溶溫度為1050℃時(shí)，PREN,值較大，兩相中的Cr、Mo、Ni元素含量差異最小，材料的點(diǎn)蝕坑較小，材料的耐點(diǎn)蝕性能最優(yōu)。1000℃固溶試樣的點(diǎn)蝕坑尺寸大于1150℃固溶試樣的點(diǎn)蝕坑尺寸，因此，前者的耐點(diǎn)蝕性能劣于后者的耐點(diǎn)蝕性能。由此可見，雙相不銹鋼中的相腐蝕不能僅僅由PREN值來解釋。由圖3.7(a)~(c)可知，1000℃固溶試樣的兩相中的Cr、Mo、Ni元素含量差大于1150℃固溶試樣的兩相中的Gr、Mo、Ni元素含量差，因此，雙相不銹鋼中的相腐蝕還與兩相中的元素分布有關(guān)，并且還需考慮到材料中點(diǎn)蝕敏感性較強(qiáng)的區(qū)域，如晶界和相界。


  點(diǎn)蝕是一種局部腐蝕現(xiàn)象，是由氯離子破壞鈍化膜而導(dǎo)致的。點(diǎn)蝕產(chǎn)生后，蝕坑處的基體被暴露在溶液中，導(dǎo)致材料進(jìn)一步發(fā)生腐蝕，蝕坑長大。蝕坑前長大速率由材料的均勻溶解速率決定，溶解越快，蝕坑長大速度越大。因此，雙相不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能由兩部分構(gòu)成：控制點(diǎn)蝕萌生和控制蝕坑長大的能力。本書中的點(diǎn)蝕電位意味著點(diǎn)蝕已長大。影響點(diǎn)蝕萌生的因素不僅包括PREN 值，還包括兩相中的元素分布和兩相的比例。從本書的分析可見，點(diǎn)蝕的長大與元素分布有關(guān)，兩相中的元素分布越均勻，蝕坑的長大速度越慢。因此在1050℃固溶狀態(tài)下，兩相中的元素分布最均勻，PREN,最高，合金的點(diǎn)蝕電位最高，材料的耐點(diǎn)蝕性能最好。而1000℃固溶試樣兩相中的元素分布不均勻，導(dǎo)致點(diǎn)蝕電位較低，點(diǎn)蝕坑尺寸較大，降低材料的耐點(diǎn)蝕性能。


  影響雙相不銹鋼相腐蝕的因素不僅包括PREN值，還包括各相中的元素分布和兩相比例，并且三者互相影響、關(guān)系復(fù)雜。因此，不能僅憑PREN值的大小來判斷耐點(diǎn)蝕能力，應(yīng)該綜合考慮各因素的影響。