1. 动电位极化曲线分析
不同固溶处理后的2205双相不锈钢在不同温度的3.5%NaCl溶液中的极化曲线如图5.7所示。
从图5.7中可以看出，不同固溶处理的2205双相不锈钢在20℃、30℃、45℃的3.5%NaCI溶液中都存在一定范围的钝化区，且彼此的钝化区间相差不大。但是，当3.5%NaCl溶液的温度提升至60℃时，（950℃、1000℃、1100℃、1150℃)/30min 固溶处理的双相不锈钢的钝化范围与1050℃/30min 固溶处理的双相不锈钢的钝化范围相比，其明显变窄。这说明随着溶液温度的升高，1050℃/30min固溶处理的双相不锈钢的钝化膜更加稳定。
根据GB 4334.9-1984,当腐蚀电流密度达到0.1mA/c㎡时，此时曲线上所对应的电位值就是点蚀电位。结合GB 4334.9-1984和图5.7,得到不同固溶处理的2205双相不锈钢在不同温度的3.5%NaCl溶液中的点蚀电位，如图5.8和表5.3所示。
从图5.8中可以看出，随着3.5%NaCl溶液的温度的升高，不同固溶处理的双相不锈钢的点蚀电位下降。并且可以看出，当温度从20℃升高至45℃时，不同固溶处理的双相不锈钢的点蚀电位下降的趋势较为平缓；当3.5%NaCl溶液的温度进一步升高至60℃时，（950℃、1000℃、1100℃、1150℃)/30min固溶处理的双相不锈钢的点蚀电位急剧下降，而1050℃/30min固溶处理的双相不锈钢的点蚀电位下降趋势依然平缓，这说明随着溶液温度的升高，1050℃/30min 固溶处理的双相不锈钢的点蚀敏感性较低，且钝化膜更加稳定。
从表5.3中也可以看出，对于950℃/30min固溶处理的双相不锈钢而言，当3.5%NaCl溶液的温度从20℃升高至60℃时，其点蚀电位从1.0784V下降至0.56967V,降幅为0.50873V;对于1000℃/30min固溶处理的双相不锈钢而言，当3.5%NaCl溶液的温度从20℃升高至60℃时，其点蚀电位从1.084V下降至0.57095V,降幅为0.51305V;对于1050℃/30min固溶处理的双相不锈钢而言，当3.5%NaCI溶液的温度从20℃升高至60℃时，其点蚀电位从1.1348V下降至0.89279V,降幅为0.24171V;对于1100℃/30min 固溶处理的双相不锈钢而言，当3.5%NaCl溶液的温度从20℃升高至60℃时，其点蚀电位从1.1255V下降至0.49891V,降幅为0.62659V;对于1150/30min℃固溶处理的双相不锈钢而言，当3.5%NaCl溶液的温度从20℃升高至60℃时，其点蚀电位从1.073V下降至0.65157V,降幅为0.42143V.综上所述可以看出，1050℃/30min固溶处理的双相不锈钢的点蚀电位较高，以及点蚀电位随着溶液温度升高而下降的幅值较低，说明其1050℃固溶处理的双相不锈钢的点蚀敏感性较低。而950℃/30min、1000℃/30min、1100℃/30min、1150℃/30min 固溶处理的不锈钢的点蚀电位都比1050℃/30min固溶处理的不锈钢的点蚀电位低，耐点蚀性能有所下降。
1050℃/30min固溶处理的2205双相不锈钢在20℃3.5%NaCl溶液中极化后的点蚀形貌如图5.9所示。图中淡色部分为奥氏体，深色部分为铁素体，黑色部分为点蚀坑。
从图5.9中可以看，点蚀易发生于铁素体和铁素体－奥氏体晶界处，并且点蚀易向铁素体中发展。在双相不锈钢中，Cr、Mo、N是主要的耐点蚀元素，铁素体含有更多量的Cr和Mo;而奥氏体还有更多的Ni和Mn,并且N元素富集于奥氏体相中，提高局部腐蚀抗力。双相不锈钢的耐点蚀当量值可由“PREN=％Cr+3.3×%Mo+16×%N”计算得到，耐点蚀当量值越高，双相不锈钢的耐点蚀能力越强。随着固溶处理的温度的升高，铁素体的含量逐渐增加，而奥氏体的含量不断减少，造成铁素体中的Cr、Mo被稀释，导致铁素体的耐点蚀当量逐渐降低；而随着固溶处理温度的升高，奥氏体的含量降低，造成奥氏体中的N浓度升高，奥氏体耐点蚀当量逐渐升高。
双相不锈钢中含有较高含量的Cr和Mo,在氧化性介质中其表面会生成一层钝化膜保护基体。由于CI-对钝化膜存在破坏性，甚至通过钝化膜的间隙，与基体金属接触，使得基体发生溶解。钝化膜的稳定性能够反映其对金属的保护程度，而点蚀电位能够反映钝化膜的稳定性。通常情况下，点蚀电位越高，金属的耐点蚀性能越好。由第3章可知，当固溶处理的温度为1050℃时，2205双相不锈钢基体中的铁素体的含量与奥氏体的含量之比约为1:1,且铁素体和奥氏体的分布较均匀，Cr和Mo在铁素体中的含量分布和N在奥氏体中的含量分布较均匀，整体的耐点蚀当量较高，表现出较好的耐点蚀性能。当固溶处理的温度为950℃时，大量的σ相会沿着铁素体－奥氏体晶界析出，而σ相是一种硬脆相，其周围会存在贫铬区，它的存在显著降低材料的力学性能和耐蚀性能，且σ相的析出使其存在区域的钝化膜薄弱，使得点蚀电位较低，点蚀更容易发生。当固溶处理的温度升高至1150℃时，基体中的铁素体的含量百分比为59%,而奥氏体的含量百分比为41%,铁素体含量过多，导致铁素体的耐点蚀当量下降，造成耐点蚀性能下降。
2. 交流阻抗测试分析
不同固溶处理的2205双相不锈钢在不同温度的3.5%NaCl溶液中的Nyquist图如图5.10所示。从图5.10中可以看出，在不同温度的3.5%NaCl溶液中的不同固溶处理的双相不锈钢的Nyquist图中的高频和低频处，都存在一个容抗弧，说明双相不锈钢表面存在一层钝化膜。所以该电化学过程中，存在两个时间常数。并且，曹楚南的电化学阻抗谱分析也认为，不锈钢钝化过程存在两个时间常数，这与本实验所测数据是一致的。而本实验的电化学阻抗测试是在双相不锈钢自钝化状态下进行的，而双相不锈钢在自腐蚀电位下形成的表面钝化膜是存在缺陷的，材料表面由于缺陷的存在而暴露于电解质溶液中，所以采用如图5.11所示的等效电路（其中，R1为溶液电阻；R2为电荷转移电阻；R3为钝化膜电阻；Cdl为双电层电容；Cf为钝化膜膜电容）。
根据图5.11的等效电路，利用软件ZSimpWin进行阻抗的拟合，得到如图5.12所示的电荷转移电阻曲线图和如图5.13所示的钝化膜阻抗值曲线图。电荷转移电阻阻抗值和钝化膜阻抗值如表5.4所列。
从图5.12中可以看出，随着3.5%NaCl溶液温度的升高，不同固溶处理的双相不锈钢的电化学反应的电荷转移电阻降低，电化学反应的阻力下降，电化学反应变快。耐蚀性能下降。
从图5.13中可以看出，随着3.5%NaCl溶液温度的升高，不同固溶处理的双相不锈钢的钝化膜阻抗值下降，钝化膜稳定性变差，双相不锈钢的耐点蚀性能下降。一方面，O2在溶液中的溶解度随着温度的升高而降低，当NaCI溶液的温度升高时，溶液中含氧量降低，导致双相不锈钢表面钝化膜形成所需的O元素下降，降低钝化膜形成的可能性；另一方面，随着溶液温度的升高，钝化膜的溶解速度升高，导致双相不锈钢的耐点蚀性能下降。
从表5.4中可以看出；不锈钢的电化学反应的电荷转移电阻阻抗值远小于不锈钢的钝化膜阻抗值，说明双相不锈钢在0.5mol/L 3.5%NaCl溶液中的耐蚀性主要是由其表面的钝化膜的稳定性决定。
从图5.12和图5.13中可以看出，1050℃/30min固溶处理的双相不锈钢的钝化膜阻抗值和电荷转移电阻阻抗值较高，说明1050℃/30min固溶处理的试样的钝化膜较稳定，电化学反应阻力较高，腐蚀速率较慢，耐蚀性能较好。而950℃固溶处理的试样中存在较多σ相，降低了表面的钝化膜的稳定性，表现出较低的钝化膜阻抗值；同时在其周围存在贫铬区，加速了腐蚀，表现出较低的电荷转移电阻值。对于1150℃/30min 固溶处理的试样，其组织中含有过量的铁素体，导致耐点蚀当量降低，点蚀电位较1050℃/30min固溶处理的双相不锈钢的点蚀电位低。
以上结果表明，阻抗测试结果与极化曲线测试得到的结果是一致的，二者都说明1050℃/30min固溶处理的试样的耐点蚀性能较好。
