图为不同温度固溶处理后的2205双相不锈钢铁素体单一相在3.5%NaCI溶液中的极化曲线。从图中可以看到,所有极化曲线表现出相似的形状,表明固溶温度不会影响双相不锈钢在3.5%NaCI溶液的腐蚀行为。极化曲线拟合数据如表5.18所列。


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  表5.18中,Ecorr代表自腐蚀电位,Icorr代表自腐蚀电流。二者随温度的变化曲线如图5.57所示。


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  自腐蚀电位随固溶温度的变化规律是先升高后降低;当温度为1050℃时,Ecorr达到最大值-0.131 V;当温度为1150℃时,Ecorr达到最小值-0.212V。这说明1050℃时双相不锈钢铁素体单一相在3.5%NaCl溶液中的耐蚀倾向最好,随着温度的升高或者降低,铁素体耐蚀倾向均变差。自腐蚀电流的变化趋势与自腐蚀电位的变化趋势相反,当温度为1050℃时,Icorr达到最小值1.13×10-9A/c㎡;当温度为1150℃时,icorr达到最大值5.39×10-8A/c㎡.自腐蚀电流的大小决定了材料在溶液中的腐蚀速率,Icorr值越小,材料腐蚀速率越小,材料的耐蚀性能越好。因此,不管从自腐蚀电位还是自腐蚀电流的结果都可以知道2205双相不锈钢铁素体单一相在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能为1050℃最佳,此外温度提高或者降低其耐蚀性能均变差。其中,固溶温度为1150℃时,铁素体单一相的耐蚀性能较低温时有明显的降低。由于2205双相不锈钢铁素体相Cr、Mo的元素含量较高,Cr元素对钝化膜的形成具有促进作用,并且可以提高点蚀电位,从而提高材料的耐蚀性能,Mo元素可以促进钝化膜的稳定性,这两种元素均对铁素体单一相的耐蚀性能有很好的提升。当温度为1050℃时,铁素体中Cr元素和Mo元素含量最高,因此其耐蚀性能最佳,随着固溶温度的升高,铁素体中Cr元素和Mo元素含量均下降,并且随着固溶温度的升高,铁素体含量逐渐升高,Cr、Mo元素在单位体积的铁素体中含量减小,相当于提高固溶温度会导致Cr、Mo元素的稀释。因此,当固溶温度升高时,铁素体相的耐蚀性能变差。


  图5.58为2205双相不锈钢奥氏体单一相在3.5%NaCl溶液中的极化曲线,从图中可以看出,随着固溶温度的升高,极化曲线整体下移,当固溶温度较低时,其曲线没有明显的平移;当固溶温度为1150℃时,曲线相对较低,固溶温度的极化曲线略微右移。极化曲线的拟合数据如表5.19所列,自腐蚀电位及自腐蚀电流随固溶温度的变化曲线如图5.59所示。


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  图5.59 单一相奥氏体自腐蚀电位和自腐蚀电流随固溶温度的变化曲线从表5.19和图5.59中可知,当固溶温度为1000℃时,奥氏体单一相的自腐蚀电位Ecorr为0.122V,随着固溶温度的升高,自腐蚀电位Ecorr变为1050℃时的0.001V,1100℃时的-0.065V,1150℃时的-0.275V,自腐蚀电位随着固溶温度的升高而降低,说明奥氏体单一相在3.5%NaCl溶液中的耐蚀倾向随固溶温度的升高而降低。自腐蚀电流在固溶温度较低时Icorr(1000℃、1050℃、1100℃)相差很小,分别为8.02×10-8A/c㎡,6.82×10-8A/c㎡,8.71×10-8A/c㎡,当固溶温度达到1150℃后,自腐蚀电流增加至1.39×10-7A/c㎡,因此,当固溶温度升高后奥氏体单一相的耐蚀性能变差。结合自腐蚀电位和自腐蚀电流的变化规律可知,当固溶温度较低时,2205双相不锈钢奥氏体单一相在3.5% NaCl溶液中的耐蚀性能较好;当固溶温度较高时,奥氏体单一相的耐蚀性能变差。当固溶温度升高时,Cr、Mo元素在奥氏体中的含量变化不大,但是作为奥氏体组成元素,Ni元素的含量呈现降低趋势。Ni元素是奥氏体相稳定元素,可以提高奥氏体相的耐蚀性能,因此,其含量的下降导致奥氏体单一相耐蚀性能变差。


 图5.60为不同固溶温度下2205双相不锈钢单一相耐蚀性能的对比图。


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 从图5.60中可知,不同固溶温度下两相在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能具有明显差异。当固溶温度为1000℃时,奥氏体单一相自腐蚀电位较铁素单一相高,说明奥氏体单一相的耐蚀倾向更好,随着固溶温度的升高,两相自腐蚀电位差异变小;当固溶温度为1150℃时,铁素体电位略微高于奥氏体电位,此时奥氏体单一相的耐蚀倾向比铁素体单一相更好。但从自腐蚀电流来看,所有固溶温度下双相不锈钢铁素体单一相的自腐蚀电流均比奥氏体单一相小,因此,自腐蚀电位只能表征材料的耐蚀倾向,并不能说明材料的实际腐蚀情况,而自腐蚀电流则可表征材料的实际腐蚀情况。因此,在3.5%NaCl溶液中,铁素体相的自腐蚀电流密度小于奥氏体相的自腐蚀电流密度,铁素体相的耐蚀性能更好。


  图5.61为不同固溶温度下2205双相不锈钢在3.5%NaCl溶液中电偶腐蚀的电流一时间曲线。从图5.61中可以看出,不同固溶温度下电流均为正值,说明铁素体相相对于奥氏体相为阴极,这与单一相极化曲线所得到的结论相一致。比较不同固溶温度下电流大小可知,当固溶温度较低时,双相不锈钢两相耐蚀性差异较小;当固溶温度升高时,两相耐蚀性差异逐渐变大。由单一相极化曲线拟合结果可知,当固溶温度为1000℃、1050℃、1100℃、1150℃时,两相自腐蚀电流差值分别为7.58×10-8A/c㎡,6.7×10-8A/c㎡,8.2×10-8A/c㎡,8.51×10-8A/c㎡;当温度为1050℃时,两相自腐蚀电流相差最小,随着固溶温度的升高,自腐蚀电流差值变大。因此,电偶腐蚀的结果与极化曲线结果是一致的。


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  导致这种现象的原因可能是当固溶温度较低时,双相不锈钢两相比例接近1:1,各元素(Cr、Mo、Ni)在2205双相不锈钢两相中的分布状态为最佳,此时,铁素体相与奥氏体相的耐蚀性能均较好,两相之间耐蚀差异较小。随着固溶温度的升高,两相比例相差越来越大,各元素在两相中的分布状态不如较低固溶温度时的好,铁素体相与奥氏体相的耐蚀性能均下降,两相间的耐蚀差异也变大。