圖(tu)3.7(a)~(d)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)和(he)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)Cr、Mo、Ni元(yuan)素(su)(su)(su)(su)含(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)與固(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫(wen)度的(de)(de)(de)關系圖(tu)。圖(tu)3.7(a)~(d)證(zheng)實了鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)Cr和(he)Mo含(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)更高(gao)(gao)，而奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)Ni和(he)Mn含(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)更高(gao)(gao)。從圖(tu)中(zhong)(zhong)可看(kan)出，鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)Cr含(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)23.77%~25.16%,比奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)Cr含(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)高(gao)(gao)2%左右；鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)Mo含(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)3.86%~4.37%,比奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)Mo含(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)高(gao)(gao)1.7%左右；奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)Ni含(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)5.42%、6.7%,比鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)Ni含(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)高(gao)(gao)2%;當(dang)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)處理溫(wen)度為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)1050℃時，鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)Cr、Mo和(he)Ni含(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)分(fen)別為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)23.77%、3.97%、4.24%,奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)Cr、Mo和(he)Ni含(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)分(fen)別為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)23.53%、2.63%、5.42%.可見在(zai)1050℃溫(wen)度下進行(xing)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)時，兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)Cr、Mo、Ni含(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)差(cha)異最小，此時鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)含(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)51.9%,奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)含(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)48.1%.當(dang)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫(wen)度改變(bian)時，鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)／奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比例相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)差(cha)變(bian)大，且(qie)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)Cr、Mo、Ni含(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)差(cha)異也變(bian)大。當(dang)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫(wen)度為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)1000℃,兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)Cr為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)3.69%、Mo為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)1.51%、Ni為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)3.37%;當(dang)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫(wen)度為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)1150℃時，兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)Cr為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)2.29%、Mo為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)1.34%、Ni為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)2.09%,可見1000℃固(gu)(gu)溶(rong)(rong)試(shi)樣的(de)(de)(de)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)Cr、Mo、Ni元(yuan)素(su)(su)(su)(su)含(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)差(cha)大于1150℃固(gu)(gu)溶(rong)(rong)試(shi)樣的(de)(de)(de)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)Cr、Mo、Ni元(yuan)素(su)(su)(su)(su)含(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)差(cha)。
由公(gong)式“PREN.=[Cr]+3.3[Mo]”計算(suan)鐵(tie)素體(ti)的PREN值(zhi)，由公(gong)式“PREN,=[Cr]+3.3[Mo]+16[N]-[Mn]”計算(suan)奧氏體(ti)的PREN值(zhi)，可(ke)得(de)PREN值(zhi)與固(gu)溶溫度的關系圖(tu)，如圖(tu)3.7(e)所(suo)(suo)示。從圖(tu)3.7(e)可(ke)看(kan)出，在(zai)不(bu)同(tong)(tong)固(gu)溶狀態下，兩相的PREN值(zhi)有所(suo)(suo)不(bu)同(tong)(tong)，但PRENa>PRENy.當固(gu)溶溫度為1050℃時，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(bu)同固(gu)溶(rong)試樣的(de)極化曲線。可(ke)見，在自腐蝕電(dian)位(wei)(wei)(wei)下，材料開始(shi)發生鈍化；當極化電(dian)位(wei)(wei)(wei)升高(gao)到一定(ding)值時，不(bu)同固(gu)溶(rong)的(de)材料都發生點蝕，電(dian)流密度急劇增大(da)。根據GB 4334.9-1984中(zhong)電(dian)流密度為0.1mA/c㎡所(suo)對(dui)應的(de)電(dian)位(wei)(wei)(wei)為點蝕電(dian)位(wei)(wei)(wei)和Tafel擬合，分別得到點蝕電(dian)位(wei)(wei)(wei)、自腐蝕電(dian)流密度與固(gu)溶(rong)溫度的(de)關系圖，如(ru)圖3.11(a)所(suo)示。
圖(tu)(tu)3.9(a)、（b)分別(bie)為(wei)(wei)不同(tong)固溶(rong)試樣(yang)的Nyquist 圖(tu)(tu)和(he)Bode圖(tu)(tu)。從(cong)(cong)圖(tu)(tu)3.9(a)可見(jian)，試樣(yang)在(zai)(zai)低頻(pin)(pin)和(he)高頻(pin)(pin)區(qu)分別(bie)存(cun)在(zai)(zai)一個(ge)容抗(kang)(kang)弧。從(cong)(cong)圖(tu)(tu)3.9(b)可見(jian)，試樣(yang)在(zai)(zai)低頻(pin)(pin)和(he)高頻(pin)(pin)處分別(bie)存(cun)在(zai)(zai)一個(ge)時間常(chang)數。根據曹楚南的《電(dian)(dian)化(hua)學阻(zu)抗(kang)(kang)譜導論》可知。雙(shuang)相(xiang)不銹鋼在(zai)(zai)NaCl溶(rong)液中的阻(zu)抗(kang)(kang)譜中存(cun)在(zai)(zai)兩個(ge)時間常(chang)數，常(chang)以(yi)圖(tu)(tu)3.10所示的等效電(dian)(dian)路（R1為(wei)(wei)電(dian)(dian)荷轉(zhuan)移(yi)電(dian)(dian)阻(zu)，R2為(wei)(wei)鈍化(hua)膜電(dian)(dian)阻(zu)）進行阻(zu)抗(kang)(kang)擬(ni)合。經阻(zu)抗(kang)(kang)擬(ni)合，得到鈍化(hua)膜電(dian)(dian)阻(zu)、電(dian)(dian)荷轉(zhuan)移(yi)電(dian)(dian)阻(zu)與固溶(rong)處理溫度的關系(xi)圖(tu)(tu)，如圖(tu)(tu)3.11(b)所示。
從圖3.11(a)可見，1050℃固溶試樣的點蝕電位最高，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㎡,說明該狀態下試樣的耐點蝕性能最好。由圖3.11(b)可知，1050℃固溶試樣的鈍化膜電阻值最高，約為1300Ω,且其電荷轉移電阻值也最高，約為9500Ω,說明該狀態下試樣的鈍化膜較穩定，耐點蝕性能較好。
圖3.12為不同固溶的2205雙相(xiang)不(bu)銹鋼極化后的點蝕形貌圖，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，四種固溶試樣的點蝕都發生于鐵素體與奧氏體相界面處，且易向鐵素體相中長大。當固溶溫度為1050℃時，試樣的點蝕尺寸最小，點蝕敏感性最低。
通過計算得到不(bu)同相(xiang)比例下(xia)的(de)(de)鐵素體PREN值(zhi)和奧(ao)氏體PREN值(zhi)，可(ke)見不(bu)同相(xiang)比例下(xia)的(de)(de)PREN.都(dou)大(da)于PREN,.雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)可(ke)通過點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電位衡量(liang)。點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電位越(yue)高，耐點(dian)(dian)獨性(xing)能(neng)越(yue)好。前人(ren)認為雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)由(you)(you)B能(neng)N值(zhi)較區(qu)的(de)(de)相(xiang)決定，且PEN值(zhi)越(yue)高，耐點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)越(yue)好，從(cong)圖3.71e)可(ke)矩，不(bu)同海溶(rong)(rong)試樣的(de)(de)PREN.都(dou)大(da)于PREN,,當固(gu)溶(rong)(rong)溫度為1050℃時，PHEN,最大(da)，材料的(de)(de)耐點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)應(ying)最好。從(cong)圖3.11(a)、（b)可(ke)知(zhi)，1050℃固(gu)溶(rong)(rong)試樣的(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電位最高，鈍化膜(mo)阻抗值(zhi)最大(da)，電荷轉(zhuan)移電阻值(zhi)最商；且從(cong)圖3.12(b)可(ke)見，1050℃固(gu)溶(rong)(rong)試樣的(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)坑尺寸最小，表(biao)現出最好的(de)(de)耐點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)。綜上可(ke)知(zhi)，雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)由(you)(you) PREN 值(zhi)較小相(xiang)決定的(de)(de)理論是有(you)實驗依據的(de)(de)。
從圖3.12(a)~(d)可見，在(zai)(zai)(zai)不同固(gu)溶狀態下，鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)都更易發生點(dian)蝕；而(er)從圖3.7(e)可見，在(zai)(zai)(zai)不同固(gu)溶狀態下，PREN.都大于PREN,,鐵素(su)體(ti)(ti)的(de)耐點(dian)蝕性(xing)能應優于奧氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)，可見兩者存在(zai)(zai)(zai)矛(mao)盾。
隨(sui)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫度(du)變(bian)化(hua)，雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)和(he)(he)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)比例改變(bian)，且兩(liang)相(xiang)(xiang)形(xing)(xing)態也(ye)發(fa)(fa)生變(bian)化(hua)。Cr是(shi)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)元(yuan)素(su)(su)，可提(ti)高(gao)(gao)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)；Mo是(shi)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)元(yuan)素(su)(su)，可提(ti)高(gao)(gao)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)位，降低腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速率；Ni是(shi)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)元(yuan)素(su)(su)，可維持(chi)兩(liang)相(xiang)(xiang)平衡，提(ti)高(gao)(gao)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)。并且材(cai)料(liao)中(zhong)存(cun)在一定(ding)量的(de)(de)(de)(de)N,其為(wei)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)元(yuan)素(su)(su)，提(ti)高(gao)(gao)局部腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)抗力。從圖(tu)3.7(a)~(c)可見，隨(sui)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫度(du)變(bian)化(hua)，兩(liang)相(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)Cr、Mo、Ni元(yuan)素(su)(su)含量發(fa)(fa)生變(bian)化(hua)。由(you)(you)于(yu)Cr、Mo、Ni元(yuan)素(su)(su)之間的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)位存(cun)在差異(yi)，勢必造成(cheng)兩(liang)相(xiang)(xiang)之間存(cun)在電(dian)化(hua)學差異(yi)，使(shi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)更易發(fa)(fa)生。從圖(tu)3.7(e)可知，不(bu)同(tong)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)狀態下材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)PREN,大(da)小關(guan)系(xi)為(wei)1050℃>1000℃>1150℃>1100℃,因此根據前人(ren)的(de)(de)(de)(de)研究，不(bu)同(tong)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)態材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)優(you)劣關(guan)系(xi)應為(wei)：1050℃優(you)于(yu)1000℃優(you)于(yu)1150℃.當固(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫度(du)為(wei)1050℃時(shi)，PREN,值較(jiao)大(da)，兩(liang)相(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)Cr、Mo、Ni元(yuan)素(su)(su)含量差異(yi)最(zui)小，材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)坑較(jiao)小，材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)最(zui)優(you)。1000℃固(gu)(gu)溶(rong)(rong)試(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)坑尺寸大(da)于(yu)1150℃固(gu)(gu)溶(rong)(rong)試(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)坑尺寸，因此，前者的(de)(de)(de)(de)耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)劣于(yu)后者的(de)(de)(de)(de)耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)。由(you)(you)此可見，雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)不(bu)能(neng)僅僅由(you)(you)PREN值來解釋(shi)。由(you)(you)圖(tu)3.7(a)~(c)可知，1000℃固(gu)(gu)溶(rong)(rong)試(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)兩(liang)相(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)Cr、Mo、Ni元(yuan)素(su)(su)含量差大(da)于(yu)1150℃固(gu)(gu)溶(rong)(rong)試(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)兩(liang)相(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)Gr、Mo、Ni元(yuan)素(su)(su)含量差，因此，雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)還與兩(liang)相(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)素(su)(su)分布有關(guan)，并且還需考慮(lv)到材(cai)料(liao)中(zhong)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)敏感性(xing)(xing)較(jiao)強的(de)(de)(de)(de)區(qu)域，如晶界和(he)(he)相(xiang)(xiang)界。
點蝕是一種局部腐蝕現象，是由氯離子破壞鈍化膜而導致的。點蝕產生后，蝕坑處的基體被暴露在溶液中，導致材料進一步發生腐蝕，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，雙相不銹鋼的耐點蝕性能由兩部分構成：控制點蝕萌生和控制蝕坑長大的能力。本書中的點蝕電位意味著點蝕已長大。影響點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，點蝕的長大與元素分布有關，兩相中的元素分布越均勻，蝕坑的長大速度越慢。因此在1050℃固溶狀態下，兩相中的元素分布最均勻，PREN,最高，合金的點蝕電位最高，材料的耐點蝕性能最好。而1000℃固溶試樣兩相中的元素分布不均勻，導致點蝕電位較低，點蝕坑尺寸較大，降低材料的耐點蝕性能。
影響(xiang)雙(shuang)相不(bu)銹鋼相腐蝕的(de)因(yin)素(su)不(bu)僅包括(kuo)PREN值(zhi)，還包括(kuo)各(ge)相中的(de)元素(su)分布(bu)和兩相比例，并(bing)且(qie)三者互相影響(xiang)、關系復雜。因(yin)此，不(bu)能(neng)僅憑PREN值(zhi)的(de)大(da)小來判斷(duan)耐點蝕能(neng)力(li)，應(ying)該綜(zong)合考慮各(ge)因(yin)素(su)的(de)影響(xiang)。
