圖為不同溫度固溶處理后的2205雙(shuang)相不銹鋼鐵素體單一相在3.5%NaCI溶液中的極化曲線。從圖中可以看到,所有極化曲線表現出相似的形狀,表明固溶溫度不會影響雙相不銹鋼在3.5%NaCI溶液的腐蝕行為。極化曲線擬合數據如表5.18所列。
表5.18中,Ecorr代(dai)表自腐蝕電位(wei),Icorr代(dai)表自腐蝕電流。二者隨溫度的變化曲線(xian)如圖(tu)5.57所示。
自腐蝕電位隨固溶溫度的變化規律是先升高后降低;當溫度為1050℃時,Ecorr達到最大值-0.131 V;當溫度為1150℃時,Ecorr達到最小值-0.212V。這說明1050℃時雙相不銹鋼鐵素體單一相在3.5%NaCl溶液中的耐蝕傾向最好,隨著溫度的升高或者降低,鐵素體耐蝕傾向均變差。自腐蝕電流的變化趨勢與自腐蝕電位的變化趨勢相反,當溫度為1050℃時,Icorr達到最小值1.13×10-9A/c㎡;當溫度為1150℃時,icorr達到最大值5.39×10-8A/c㎡.自腐蝕電流的大小決定了材料在溶液中的腐蝕速率,Icorr值越小,材料腐蝕速率越小,材料的耐蝕性能越好。因此,不管從自腐蝕電位還是自腐蝕電流的結果都可以知道2205雙相不銹鋼鐵素體單一相在3.5%NaCl溶液中的耐蝕性能為1050℃最佳,此外溫度提高或者降低其耐蝕性能均變差。其中,固溶溫度為1150℃時,鐵素體單一相的耐蝕性能較低溫時有明顯的降低。由于2205雙相不銹鋼鐵素體相Cr、Mo的元素含量較高,Cr元素對鈍化膜的形成具有促進作用,并且可以提高點蝕電位,從而提高材料的耐蝕性能,Mo元素可以促進鈍化膜的穩定性,這兩種元素均對鐵素體單一相的耐蝕性能有很好的提升。當溫度為1050℃時,鐵素體中Cr元素和Mo元素含量最高,因此其耐蝕性能最佳,隨著固溶溫度的升高,鐵素體中Cr元素和Mo元素含量均下降,并且隨著固溶溫度的升高,鐵素體含量逐漸升高,Cr、Mo元素在單位體積的鐵素體中含量減小,相當于提高固溶溫度會導致Cr、Mo元素的稀釋。因此,當固溶溫度升高時,鐵素體相的耐蝕性能變差。
圖(tu)5.58為2205雙相(xiang)不銹鋼(gang)奧氏(shi)體單一(yi)相(xiang)在3.5%NaCl溶液中(zhong)(zhong)的(de)(de)極(ji)化(hua)曲(qu)(qu)(qu)線(xian),從圖(tu)中(zhong)(zhong)可(ke)以看出,隨(sui)著固(gu)溶溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)升高,極(ji)化(hua)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)整體下移(yi),當固(gu)溶溫(wen)(wen)度(du)較(jiao)低時,其曲(qu)(qu)(qu)線(xian)沒有(you)明顯的(de)(de)平移(yi);當固(gu)溶溫(wen)(wen)度(du)為1150℃時,曲(qu)(qu)(qu)線(xian)相(xiang)對較(jiao)低,固(gu)溶溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)極(ji)化(hua)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)略微右(you)移(yi)。極(ji)化(hua)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)的(de)(de)擬合數據如表(biao)5.19所(suo)列(lie),自(zi)腐(fu)蝕(shi)電(dian)位及(ji)自(zi)腐(fu)蝕(shi)電(dian)流隨(sui)固(gu)溶溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)變化(hua)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)如圖(tu)5.59所(suo)示。
圖5.59 單一相奧氏體自腐蝕電位和自腐蝕電流隨固溶溫度的變化曲線從表5.19和圖5.59中可知,當固溶溫度為1000℃時,奧氏體單一相的自腐蝕電位Ecorr為0.122V,隨著固溶溫度的升高,自腐蝕電位Ecorr變為1050℃時的0.001V,1100℃時的-0.065V,1150℃時的-0.275V,自腐蝕電位隨著固溶溫度的升高而降低,說明奧氏體單一相在3.5%NaCl溶液中的耐蝕傾向隨固溶溫度的升高而降低。自腐蝕電流在固溶溫度較低時Icorr(1000℃、1050℃、1100℃)相差很小,分別為8.02×10-8A/c㎡,6.82×10-8A/c㎡,8.71×10-8A/c㎡,當固溶溫度達到1150℃后,自腐蝕電流增加至1.39×10-7A/c㎡,因此,當固溶溫度升高后奧氏體單一相的耐蝕性能變差。結合自腐蝕電位和自腐蝕電流的變化規律可知,當固溶溫度較低時,2205雙相不銹鋼奧氏體單一相在3.5% NaCl溶液中的耐蝕性能較好;當固溶溫度較高時,奧氏體單一相的耐蝕性能變差。當固溶溫度升高時,Cr、Mo元素在奧氏體中的含量變化不大,但是作為奧氏體組成元素,Ni元素的含量呈現降低趨勢。Ni元素是奧氏體相穩定元素,可以提高奧氏體相的耐蝕性能,因此,其含量的下降導致奧氏體單一相耐蝕性能變差。
圖5.60為不同(tong)固溶溫度下2205雙相(xiang)不銹鋼單一(yi)相(xiang)耐(nai)蝕性能的對比圖。
從圖5.60中可(ke)知,不(bu)同固溶溫(wen)度(du)(du)下兩(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)在(zai)3.5%NaCl溶液中的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性能具有明(ming)(ming)顯差(cha)異。當固溶溫(wen)度(du)(du)為1000℃時(shi)(shi),奧氏體(ti)(ti)(ti)單(dan)(dan)(dan)一(yi)(yi)(yi)(yi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)自(zi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)較鐵素(su)單(dan)(dan)(dan)一(yi)(yi)(yi)(yi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)高(gao),說(shuo)明(ming)(ming)奧氏體(ti)(ti)(ti)單(dan)(dan)(dan)一(yi)(yi)(yi)(yi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)傾(qing)向更(geng)好,隨著固溶溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)升高(gao),兩(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)自(zi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)差(cha)異變小;當固溶溫(wen)度(du)(du)為1150℃時(shi)(shi),鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)電(dian)(dian)位(wei)略微高(gao)于奧氏體(ti)(ti)(ti)電(dian)(dian)位(wei),此(ci)時(shi)(shi)奧氏體(ti)(ti)(ti)單(dan)(dan)(dan)一(yi)(yi)(yi)(yi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)傾(qing)向比鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)單(dan)(dan)(dan)一(yi)(yi)(yi)(yi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)更(geng)好。但從自(zi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)流來看,所有固溶溫(wen)度(du)(du)下雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)單(dan)(dan)(dan)一(yi)(yi)(yi)(yi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)自(zi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)流均比奧氏體(ti)(ti)(ti)單(dan)(dan)(dan)一(yi)(yi)(yi)(yi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)小,因(yin)此(ci),自(zi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)只能表(biao)征材料(liao)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)傾(qing)向,并(bing)不(bu)能說(shuo)明(ming)(ming)材料(liao)的(de)(de)實(shi)(shi)際腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)情(qing)況(kuang)(kuang),而(er)自(zi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)流則可(ke)表(biao)征材料(liao)的(de)(de)實(shi)(shi)際腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)情(qing)況(kuang)(kuang)。因(yin)此(ci),在(zai)3.5%NaCl溶液中,鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)自(zi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)流密(mi)度(du)(du)小于奧氏體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)自(zi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)流密(mi)度(du)(du),鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性能更(geng)好。
圖5.61為不同固溶溫度下2205雙相不銹鋼在3.5%NaCl溶液中電偶腐蝕的電流一時間曲線。從圖5.61中可以看出,不同固溶溫度下電流均為正值,說明鐵素體相相對于奧氏體相為陰極,這與單一相極化曲線所得到的結論相一致。比較不同固溶溫度下電流大小可知,當固溶溫度較低時,雙相不銹鋼兩相耐蝕性差異較小;當固溶溫度升高時,兩相耐蝕性差異逐漸變大。由單一相極化曲線擬合結果可知,當固溶溫度為1000℃、1050℃、1100℃、1150℃時,兩相自腐蝕電流差值分別為7.58×10-8A/c㎡,6.7×10-8A/c㎡,8.2×10-8A/c㎡,8.51×10-8A/c㎡;當溫度為1050℃時,兩相自腐蝕電流相差最小,隨著固溶溫度的升高,自腐蝕電流差值變大。因此,電偶腐蝕的結果與極化曲線結果是一致的。
導致(zhi)這(zhe)種現象的原因可能(neng)是當固(gu)溶溫(wen)度較(jiao)低時,雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼兩(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比例接近1:1,各元(yuan)素(su)(su)(Cr、Mo、Ni)在2205雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼兩(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中的分布狀(zhuang)態為(wei)最佳,此時,鐵素(su)(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與(yu)奧(ao)(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的耐蝕(shi)性能(neng)均較(jiao)好(hao),兩(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)之間耐蝕(shi)差異較(jiao)小。隨著(zhu)固(gu)溶溫(wen)度的升高,兩(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比例相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)差越(yue)來越(yue)大,各元(yuan)素(su)(su)在兩(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中的分布狀(zhuang)態不(bu)如較(jiao)低固(gu)溶溫(wen)度時的好(hao),鐵素(su)(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與(yu)奧(ao)(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的耐蝕(shi)性能(neng)均下降,兩(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)間的耐蝕(shi)差異也(ye)變大。