1. 動電位極化曲線分析
圖5.14為不同固溶溫度下2205雙相不銹鋼(gang)在0.5mol/L 硫酸溶液中的極化曲線，從圖中可以看出，不同固溶溫度下的試樣極化曲線形狀相似，在陽極區都有一個很寬的鈍化區間，并且鈍化區寬度基本相同，均在－0.2~0.9V之間。這是由于硫酸是一種氧化性酸，雙相不銹鋼中Cr元素含量較高，Cr元素不僅可以降低雙相不銹鋼鈍化的難度，而且可以提高鈍化膜的穩定性，因此，處于0.5mol/L 硫酸溶液環境中在陽極溶解的過程中會發生鈍化。其具體擬合值如表5.5所列。
表5.5中Esorr代表自腐蝕電位，Icorr代表自腐蝕電流Ip代表維鈍電流，自腐蝕電位只能代表材料的耐蝕傾向，而自腐蝕電流則可表示材料在溶液中的實際腐蝕速率。由表5.5中數據可知，不同固溶處理溫度下試樣的自腐蝕電位均在－0.4~-0.3V之間，自腐蝕電流大小均為10-6級別，這表明固溶溫度對雙相不銹鋼在硫酸溶液中的耐蝕性能沒有本質的改變，但是也有一些影響。當固溶溫度為950℃時，自腐蝕電流為6.92×10-6(A/c㎡),為所有固溶溫度試樣的最大值；當固溶溫度為1050℃時，自腐蝕電流為1.91×10-6(A/c㎡),為所有固溶溫度試樣的最小值。這表明，當固溶溫度為1050℃時，2205雙相不銹鋼在0.5mol/L 硫酸溶液中耐蝕性能達到最佳；當溫度為950℃時，由于σ相的影響，導致雙相不銹(xiu)鋼耐蝕性能變差。
維鈍電流密度的大小可以反映出材料鈍化膜的穩定性，維鈍電流密度越大說明鈍化膜穩定性越差。因此，當固溶溫度為950℃時，維鈍電流密度為1.58×10-4(A/c㎡),比其他固溶溫度下試樣的維鈍電流密度大了一個數量級，為所有固溶溫度試樣的最大值；當固溶溫度為1050℃時，維鈍電流密度為1.75×10-5（A/c㎡),為所有固溶溫度試樣的最小值。這表明1050℃固溶溫度下，在0.5mol/L 硫酸溶液中材料表面形成的鈍化膜最穩定也最致密；當溫度為950℃時，在0.5mol/L 硫酸溶液中材料表面形成的鈍化膜最不穩定，這是因為σ相的析出導致鐵素體與奧氏體中的Cr元素偏聚其中，導致σ相周圍形成貧Cr區，Cr元素為鈍化膜形成的組要元素，因此，材料表面不能形成很好的鈍化膜，鈍化膜的耐蝕性能下降。
圖5.15為(wei)(wei)不同固(gu)(gu)溶(rong)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)0.5mol/L 硫(liu)酸溶(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong)自(zi)腐(fu)(fu)蝕(shi)電流(liu)(liu)(liu)和(he)(he)維鈍電流(liu)(liu)(liu)曲線，從(cong)圖中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)以看出，自(zi)腐(fu)(fu)蝕(shi)電流(liu)(liu)(liu)和(he)(he)維鈍電流(liu)(liu)(liu)具有相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同的(de)(de)趨勢，隨著固(gu)(gu)溶(rong)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)增加，2205雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)自(zi)腐(fu)(fu)蝕(shi)電流(liu)(liu)(liu)和(he)(he)維鈍電流(liu)(liu)(liu)均(jun)先下降(jiang)后(hou)上(shang)升。當(dang)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)為(wei)(wei)950℃時(shi)(shi)，材料的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能和(he)(he)鈍化(hua)膜(mo)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)均(jun)為(wei)(wei)最(zui)差(cha)，主要是由于σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)析(xi)出所導致。當(dang)固(gu)(gu)溶(rong)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)達到(dao)1000℃后(hou)，σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)消失，雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)只存在(zai)鐵素(su)體(ti)(ti)與(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，消除了第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)給材料耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能帶來的(de)(de)負面影(ying)響，其耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能和(he)(he)鈍化(hua)膜(mo)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)均(jun)較950℃時(shi)(shi)有明顯(xian)提高(gao)。當(dang)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)為(wei)(wei)1050℃時(shi)(shi)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能和(he)(he)鈍化(hua)膜(mo)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)達到(dao)最(zui)佳，此時(shi)(shi)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比例基(ji)(ji)本達到(dao)1:1.表5.6為(wei)(wei)各固(gu)(gu)溶(rong)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)下2205雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)鐵素(su)體(ti)(ti)和(he)(he)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)Cr、Mo、Ni的(de)(de)元素(su)含(han)量(liang)，由表可(ke)知，奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)Cr、Mo元素(su)含(han)量(liang)基(ji)(ji)本相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同，而(er)鐵素(su)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)Cr元素(su)含(han)量(liang)和(he)(he)Mo元素(su)含(han)量(liang)最(zui)高(gao)，即此時(shi)(shi)各元素(su)在(zai)兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)分布達到(dao)最(zui)佳狀(zhuang)態(tai)。隨著溫(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)繼續升高(gao)，自(zi)腐(fu)(fu)蝕(shi)電流(liu)(liu)(liu)和(he)(he)維鈍電流(liu)(liu)(liu)均(jun)上(shang)升，并與(yu)1200℃時(shi)(shi)達到(dao)另外一(yi)個峰值(zhi)。由于隨著固(gu)(gu)溶(rong)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)升高(gao)，鐵素(su)體(ti)(ti)與(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比例逐(zhu)漸偏(pian)離1:1,而(er)從(cong)表5.6中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)以看出此時(shi)(shi)鐵素(su)體(ti)(ti)含(han)量(liang)不斷(duan)增加，奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)含(han)量(liang)逐(zhu)漸降(jiang)低(di)，鐵素(su)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)Cr和(he)(he)Mo元素(su)含(han)量(liang)降(jiang)低(di)，各元素(su)在(zai)兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)分布偏(pian)離最(zui)佳狀(zhuang)態(tai)。因此，其耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)鈍化(hua)膜(mo)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)均(jun)變差(cha)。
2. 交(jiao)流阻抗測(ce)試(shi)分析
圖(tu)5.16為不同固(gu)溶(rong)溫度(du)試樣在0.5mol/L 硫酸溶(rong)液中(zhong)的(de)(de)電化(hua)學阻抗譜Nyquist 曲線圖(tu)。從圖(tu)5.16中(zhong)可知，所有固(gu)溶(rong)溫度(du)下試樣的(de)(de)Nyquist 曲線均由(you)～個較大(da)的(de)(de)半圓(yuan)(yuan)弧(hu)構(gou)成(cheng)。比較半圓(yuan)(yuan)弧(hu)的(de)(de)直徑可知：1050℃>1000℃>1100℃>1150℃>1200℃>950℃.Nyquist曲線半圓(yuan)(yuan)弧(hu)的(de)(de)直徑代表了材料耐(nai)(nai)蝕性(xing)能，直徑越大(da)說明材料耐(nai)(nai)蝕性(xing)能越好。因此(ci)，材料在1050℃時耐(nai)(nai)蝕性(xing)能最好，950℃時耐(nai)(nai)蝕性(xing)能最差，這與極化(hua)曲線的(de)(de)結(jie)果相一致。
不同(tong)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫(wen)度(du)下2205雙(shuang)(shuang)相不銹鋼阻(zu)抗(kang)等效電(dian)路和擬(ni)合數(shu)據(ju)如圖(tu)5.17和表5.7所示。表5.7中Rsol為溶(rong)(rong)液(ye)電(dian)阻(zu)，Cl為雙(shuang)(shuang)電(dian)層電(dian)容(rong)，Rl為極化(hua)電(dian)阻(zu)。溶(rong)(rong)液(ye)電(dian)阻(zu)在(zai)(zai)2~6Ω/c㎡內(nei)波動，相比較極化(hua)電(dian)阻(zu)可(ke)以(yi)忽略不計，說明(ming)溶(rong)(rong)液(ye)本身的(de)(de)影響很小(xiao)。極化(hua)電(dian)阻(zu)R1隨(sui)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫(wen)度(du)的(de)(de)變化(hua)曲(qu)線如圖(tu)5.18所示。從圖(tu)5.18中可(ke)以(yi)看出，R1在(zai)(zai)1050℃達(da)到最大(da)值(zhi)27290Ω/c㎡,在(zai)(zai)950℃達(da)到最小(xiao)值(zhi)2579Ω/c㎡,并且(qie)隨(sui)著(zhu)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫(wen)度(du)的(de)(de)升高先(xian)增大(da)后減(jian)小(xiao)。表明(ming)當(dang)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫(wen)度(du)達(da)到1050℃時，雙(shuang)(shuang)相不銹鋼的(de)(de)鈍化(hua)膜穩(wen)定性和致密(mi)程度(du)最佳(jia)，與溶(rong)(rong)液(ye)進行反應(ying)的(de)(de)速(su)度(du)最小(xiao)，反應(ying)難度(du)最大(da)。這與極化(hua)曲(qu)線得到的(de)(de)結果相致。
