眾所周知,異相共存是容易形成微電池并加速腐蝕的,雙相不銹鋼也不例外。但存在許多影響因素,并非在所有情況和介質條件下均會發生。雙相不銹(xiu)鋼因含有較高的鉻和一定量的鎳、鉬、銅等元素,在一定溫度下,鋼中固溶的元素在兩相間的分布將達到相應的平衡,而且還與相比例等有關。雙相不銹鋼的耐蝕性,主要取決于鈍化元素的含量及其在兩相中的分配。如果兩相在一定條件的介質中均產生鈍化,便可避免發生相選擇性腐蝕。一般來說,雙相不銹鋼的耐腐蝕性能,大體同含鉻、鉬量相當的高鉻鐵素體型或鉻鎳奧氏體型不銹鋼接近,并受相比例所左右;其耐晶間腐蝕性能優于上述單相組織的不銹鋼,具有更好的抗敏化性能;抗應力腐蝕性能,在低應力條件下比普通18-8類奧氏體不銹鋼優良。這是雙相不銹鋼受到重視和廣泛應用的重要原因。某些雙相不銹鋼具有良好的耐點腐蝕等性能,這是因為含有高的鉻、鉬等元素之故,而非來源于雙相組織的因素。但雙相不銹鋼所具有的良好抗應力腐蝕和抗敏化性能,則直接同雙相組織結構的敏感性相關。其腐蝕機理簡述如下:
1. 雙相不銹鋼的晶間腐(fu)蝕
奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)-鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼比碳含(han)(han)量(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)當的(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)敏感性(xing)低(di)的(de)(de)原(yuan)因(yin)(yin),同存在一(yi)(yi)定數量(liang)(liang)的(de)(de)最好是均勻彌散分布的(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)有(you)關。一(yi)(yi)般來說,奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)形(xing)成元素(su)(su),如碳等多(duo)富(fu)(fu)(fu)(fu)集于(yu)(yu)y相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong);而(er)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)形(xing)成元素(su)(su),如鉻(ge)、鉬(mu)等則(ze)富(fu)(fu)(fu)(fu)集于(yu)(yu)α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)。當敏化加熱(re)時,富(fu)(fu)(fu)(fu)鉻(ge)碳化物(wu)(wu)最易(yi)于(yu)(yu)在兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)面(mian)α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)一(yi)(yi)側(ce)形(xing)核,從而(er)大大減(jian)少了沿奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)晶(jing)粒(li)之間(jian)(jian)界(jie)碳化物(wu)(wu)的(de)(de)析出(chu)(不(bu)僅形(xing)成速度(du)(du)慢且因(yin)(yin)數量(liang)(liang)很少,難以構成連(lian)續網狀(zhuang))。鉻(ge)在鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)不(bu)僅因(yin)(yin)富(fu)(fu)(fu)(fu)集含(han)(han)量(liang)(liang)高(gao),而(er)且擴散速度(du)(du)比在奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)中(zhong)快得(de)多(duo),均不(bu)易(yi)產(chan)生貧(pin)鉻(ge)或(huo)有(you)利于(yu)(yu)迅(xun)速補充而(er)消(xiao)除易(yi)遭受腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)貧(pin)鉻(ge)區。當鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)量(liang)(liang)不(bu)大時,α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)以孤島狀(zhuang)被(bei)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)晶(jing)粒(li)所包圍。即使被(bei)腐(fu)蝕(shi)(shi)也(ye)因(yin)(yin)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互未能(neng)連(lian)接成網絡不(bu)致造成更大的(de)(de)危(wei)險。隨著彌散鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)量(liang)(liang)的(de)(de)增加,晶(jing)界(jie)總面(mian)積(ji)提高(gao)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)降低(di)了晶(jing)界(jie)碳化物(wu)(wu)析出(chu)濃度(du)(du))和鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)及其(qi)內(nei)側(ce)能(neng)夠(gou)吸(xi)收(shou)更多(duo)的(de)(de)碳化物(wu)(wu),當達到一(yi)(yi)定的(de)(de)極限α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)含(han)(han)量(liang)(liang)以上時,可(ke)以消(xiao)除晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)傾(qing)向。因(yin)(yin)此,控制適宜的(de)(de)兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比例,防止α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)聚集長大和采(cai)取正確的(de)(de)熱(re)處理是十分重要的(de)(de)。過多(duo)的(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang),甚至形(xing)成連(lian)續網絡,或(huo)轉(zhuan)變(bian)為(wei)σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)或(huo)x相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(取決(jue)于(yu)(yu)鉬(mu)含(han)(han)量(liang)(liang))則(ze)是十分有(you)害的(de)(de)。在強氧(yang)化性(xing)介質中(zhong),會發生選擇(ze)性(xing)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)。
2. 雙(shuang)相不銹鋼的應力腐蝕
雙相不銹鋼耐應力腐蝕性能,隨鐵素體含量的增加而提高。其α和γ相的最佳平衡比例,隨鋼種(成分、熱處理)和介質等條件不同而異。一般來說,如廣泛使用的60年代瑞典投產的Sandvik 3RE60(相當我國00Cr18Ni5Mo3Si2及其改進型)抗應力腐蝕不銹鋼,1975年以前資料,最佳a相占60%,1975年后改為50%。國內外多數實用的耐應力腐蝕不銹鋼屬于鐵素體-奧氏體類型。過高的鐵素體含量,會使高鉻鐵素體不銹鋼固有的缺點更趨明顯化。
雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐氯化物應力(li)腐蝕性能與普通18-8奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)比,只有在低應力(li)下(xia)才(cai)顯示出一定的優越性。在高應力(li)作用下(xia)則區別不(bu)大或基本相(xiang)同(tong)。
對雙相不銹鋼耐(nai)應力(li)腐蝕特點可(ke)以(yi)做(zuo)出(chu)以(yi)下解釋(shi):
a. 雙相不銹鋼具有比普通奧氏體不銹鋼更高的屈服強度;
b. 第二相的存(cun)在對(dui)裂紋擴展(zhan)有機(ji)械阻礙(ai)作用(yong)。如裂紋起源于(yu)奧氏體基體,一旦擴展(zhan)至(zhi)α相,在低應力(li)作用(yong)下(xia),鐵(tie)素(su)體內難以產生滑(hua)移,裂紋擴展(zhan)被阻止,而在高應力(li)作用(yong)下(xia),裂紋容易貫穿鐵(tie)素(su)體相,失去阻礙(ai)效果;
c. α相電位相對于y相較負,為陽極,對奧氏體起了電化學陰極保護作用等。還有多種解釋,目前尚未統一。

