硫離子作為環境中的一種有害離子會直接導致不銹鋼耐蝕性能的下降，浙江至德鋼業有限公司通過對2507不銹鋼(gang)在不同硫離子含量溶液中滿應變速率拉伸實驗來探討硫離子對雙(shuang)相不銹鋼應力腐蝕敏感性的影響。
經過1050℃固(gu)溶(rong)(rong)(rong)處理的(de)(de)(de)2507雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼試(shi)樣室溫于在(zai)含(han)有不(bu)同濃度(du)(du)(du)(du)硫(liu)(liu)(liu)(liu)離(li)(li)子的(de)(de)(de)3.5%NaCl溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong)SSRT結果(guo)如圖(tu)4.22和(he)表(biao)4.9所示。從整體可以(yi)看出試(shi)樣于惰性介(jie)質(zhi)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)抗(kang)拉強(qiang)度(du)(du)(du)(du)值最高(gao)(gao)，為902.756MPa,而(er)在(zai)含(han)有不(bu)同濃度(du)(du)(du)(du)硫(liu)(liu)(liu)(liu)離(li)(li)子溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)抗(kang)拉強(qiang)度(du)(du)(du)(du)都小于空(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)；拉伸(shen)試(shi)樣于純(chun)的(de)(de)(de)3.5%NaCl溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)抗(kang)拉強(qiang)度(du)(du)(du)(du)值是(shi)882.667MPa,而(er)隨(sui)著(zhu)硫(liu)(liu)(liu)(liu)離(li)(li)子的(de)(de)(de)引(yin)入抗(kang)拉強(qiang)度(du)(du)(du)(du)呈(cheng)減(jian)小的(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化趨勢，且隨(sui)著(zhu)硫(liu)(liu)(liu)(liu)離(li)(li)子濃度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)升高(gao)(gao)抗(kang)拉強(qiang)度(du)(du)(du)(du)下(xia)降(jiang)的(de)(de)(de)趨勢越明顯，當硫(liu)(liu)(liu)(liu)離(li)(li)子濃度(du)(du)(du)(du)為0.5mol/L時(shi)(shi)抗(kang)拉強(qiang)度(du)(du)(du)(du)減(jian)小為851.531MPa,相(xiang)比(bi)于空(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)抗(kang)拉強(qiang)度(du)(du)(du)(du)減(jian)小了(le)51.225MPa、從應(ying)變(bian)(bian)(bian)量(liang)（試(shi)樣標距部(bu)分的(de)(de)(de)拉伸(shen)量(liang)）的(de)(de)(de)角度(du)(du)(du)(du)看，空(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)試(shi)樣的(de)(de)(de)應(ying)變(bian)(bian)(bian)量(liang)最大為11.2813mm,在(zai)不(bu)含(han)硫(liu)(liu)(liu)(liu)離(li)(li)子的(de)(de)(de)3.5%NaCl溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)(zhong)次之，為11.1307mm; 而(er)隨(sui)著(zhu)硫(liu)(liu)(liu)(liu)離(li)(li)子濃度(du)(du)(du)(du)升高(gao)(gao)斷(duan)(duan)裂應(ying)變(bian)(bian)(bian)逐漸減(jian)小，硫(liu)(liu)(liu)(liu)離(li)(li)子濃度(du)(du)(du)(du)為0.5mol/L時(shi)(shi)斷(duan)(duan)應(ying)變(bian)(bian)(bian)減(jian)小為10.5495mm,相(xiang)比(bi)于空(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)減(jian)小了(le)0.7318mm.從斷(duan)(duan)裂時(shi)(shi)間的(de)(de)(de)角度(du)(du)(du)(du)看也是(shi)隨(sui)著(zhu)硫(liu)(liu)(liu)(liu)離(li)(li)子濃度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)升高(gao)(gao)，固(gu)溶(rong)(rong)(rong)態為1050℃的(de)(de)(de)2507雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼斷(duan)(duan)裂時(shi)(shi)間（b)呈(cheng)下(xia)降(jiang)的(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化趨勢，以(yi)上現象都意味(wei)著(zhu)硫(liu)(liu)(liu)(liu)離(li)(li)子加(jia)強(qiang)了(le)2507雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)應(ying)力腐蝕開裂敏(min)感性。
本(ben)節采用σ、δ、t指(zhi)標評價2507雙相不(bu)銹(xiu)鋼于室溫下在(zai)各(ge)介質中的應力腐蝕敏感性。σ、δ、t值(zhi)較大，表明DSS2507的SCC敏感性更強，抗SCC性能更低(di)。具體(ti)公(gong)式(shi)見式(shi)（4.6)~式(shi)（4.8).σ、δ、t的具體(ti)值(zhi)如(ru)表4.10所列。
從表4.10中可以看出固溶態為1050℃的2507雙相不銹鋼的應力腐蝕敏感性因子σ、δ、t值在不含硫離子介質中最低，分別為0.02225、0.0133及0.00255,而當向3.5%NaCl溶液中加入硫離子后σ、δ、t值都隨著硫離子濃度的升高呈增大的變化趨勢，隨著硫離子濃度升高到0.5M時σ、δ、t值分別升高到0.05674、0.0649及0.06591,相比于試樣在3.5%NaCl溶液中的σ、δ、t分別升高了0.03449、0.0516及0.06336.以上現象說明硫離子增強了DSS2507的應力腐蝕破裂敏感性，減弱了鋼抗應力腐蝕破裂的能力。這主要是由于2507雙相不銹鋼在硫離子的作用下，其表面的鈍化膜遭受破壞進而提高了腐蝕敏感性。在不含硫離子的條件下，雙相不銹鋼在鈍化過程中Cr-通過離子鍵與O2-或OH-相結合，生成一層致密且成分主要是Cr的氧化物或氫氧化物（Cr2O3或Cr(OH)3)的氧化膜，該氧化膜可以增強鋼的耐應力腐蝕開裂能力。但是在硫存在的情況下，由于硫元素與氧元素在元素周期表中屬于同一主族，進而該兩種元素具有相似的原子結構，所以硫離子（S2-)與氧離子（O2-)也具有相似的離子結構，硫離子（S2-)加入腐蝕介質中后會取代部分O2-或OH-的位置與Cr-相結合，進而導致2507雙相不銹鋼原來氧化膜的完整性跟致密度遭受破壞，增強了2507雙相不銹鋼的腐蝕敏感性，降低了2507雙相不銹鋼的耐應力腐蝕開裂能力。雙相不銹鋼的應力腐蝕類型為陽極溶解型，跟材料的電化學腐蝕行為有著較為密切的聯系。當鋼表面的氧化膜被破壞裸露出新鮮表面，該表面與其他的覆蓋有氧化膜的表面形成大陰極小陽極的腐蝕電池（裸露出的新鮮表面為陽極，鋼表面覆蓋有氧化膜的表面為陰極），金屬發生陽極反應，金屬原子溶解成為離子，形成裂紋。該裂紋朝著縱深處方向發展同時又由于應力集中在裂紋尖端處，導致裂紋尖端附近區域產生塑性形變，陽極電位下降提高了陽極溶解速度，最終導致裂紋的擴展。從第3章研究的硫離子對DSS2507電化學腐蝕行為影響的結果可知，硫離子降低了2507雙相不銹鋼的抗電化學腐蝕性能，且隨著硫離子濃度的升高作用越強，這與SSRT所得結論是一致的。總之，硫離子提高了2507雙相鋼的應力腐蝕開裂敏感性，降低了其抗應力腐蝕開裂的性能。
2507 雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)試(shi)樣在含有(you)不同(tong)(tong)濃度硫離子的(de)3.5%NaCl溶液(ye)介質中的(de)拉伸斷口顯微形貌(mao)如圖4.23所(suo)示。從圖4.23可以明(ming)(ming)顯看出于含有(you)不同(tong)(tong)濃度硫離子的(de)3.5%NaCl溶液(ye)介質中2507雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)拉伸斷口SEM形貌(mao)都具有(you)明(ming)(ming)顯的(de)韌(ren)窩，都顯示為韌(ren)窩斷裂特征。
2507雙相不銹鋼于純的3.5%NaCl溶液介質中的拉伸斷口韌窩數量最多尺寸小分布較密集其韌性斷裂特征更為明顯。圖4.23中的（b)(c)及（d)顯示隨著硫離子濃度的升高韌窩數量明顯減少、密集度降低且深度變淺，拉伸斷口變得更齊平其韌窩斷裂的特征減弱，其中圖4.23(d)即DSS2507在含有0.5mol/L硫離子介質中的拉伸斷口形貌，雖然擁有韌窩斷裂特征，但是有明顯準解理斷裂面的出現，有脆性破裂的傾向。以上現象表明S2-使DSS2507的SCC敏感性增強，且S2-濃度越高作用越強。
綜(zong)上所(suo)述，硫(liu)(liu)離(li)子(zi)濃(nong)度的(de)(de)升(sheng)高使2507雙相不(bu)銹(xiu)鋼在腐(fu)蝕(shi)介質(zhi)中的(de)(de)抗拉強度及(ji)(ji)斷裂(lie)(lie)應(ying)變(bian)都(dou)表(biao)現為減小(xiao)的(de)(de)趨(qu)勢；應(ying)力腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂(lie)(lie)敏感系數(shu)σ、δ及(ji)(ji)t則表(biao)現成逐漸升(sheng)高的(de)(de)趨(qu)勢。表(biao)明硫(liu)(liu)離(li)子(zi)提高了(le)2507雙相不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂(lie)(lie)敏感性能、減弱了(le)材(cai)料的(de)(de)耐(nai)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂(lie)(lie)能力。主要由于硫(liu)(liu)離(li)子(zi)破(po)(po)壞(huai)了(le)2507雙相不(bu)銹(xiu)鋼表(biao)面原來鈍化(hua)膜的(de)(de)完整性及(ji)(ji)致密(mi)度，提高了(le)材(cai)料的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)敏感性，進而降(jiang)低了(le)雙相不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)抗應(ying)力腐(fu)蝕(shi)破(po)(po)裂(lie)(lie)性能。
