雙相(xiang)不銹鋼的(de)性(xing)能，尤其是耐香蕉視頻app下載蘋果版:應力腐蝕破裂的(de)性能與其鐵素(su)體(ti)和奧氏體(ti)相的(de)比(bi)例有著密(mi)切的(de)關系，因此測量鐵素(su)體(ti)的(de)含量是香蕉視頻app下載蘋果版:雙相不銹鋼研(yan)制和生產中不可(ke)缺少(shao)的工作。金相(xiang)測(ce)定法是測(ce)定鐵素體含量的一種常用方法，因此準確顯示雙相(xiang)不銹鋼的顯微(wei)組(zu)織是精確測(ce)定鐵素體含量的前(qian)提。
1. 雙相不銹鋼的常(chang)規(gui)侵蝕方(fang)法
雙相不銹鋼最常用的顯微組織顯現方法是根據GB/T 6401-1986《鐵素體奧氏體型雙相不銹鋼中α-相面積含量金相測定法》里推薦的。第一種是熱的（60~90℃)或煮沸的堿性鐵氰化鉀溶液（10~15g鐵氰化鉀＋10~30g氫氧化鉀或7~20g氫氧化鈉＋100mL水），需要浸泡數分鐘。其腐蝕形貌如圖2.1所示。這種方法存在著侵蝕時間長，每次使用需要新配制溶液，需要加熱，有時在應用圖像分析系統測定相含量時對比度不夠大等缺點。第二種為氯化鐵鹽酸乙醇水溶液（5g氯化鐵＋100ml,液鹽酸＋100ml,乙醇＋100ml,水），試樣先在室溫侵蝕，而后需要加熱至500~600℃,待侵蝕面變黃停止。這種方法需要加熱溫度太高，具體操作煩瑣，可行性不強。
采用偏重(zhong)亞硫酸鉀、氯(lv)化(hua)銅(tong)(tong)、鹽(yan)酸水(shui)(shui)溶液可(ke)以(yi)將(jiang)鐵(tie)素體(ti)染(ran)(ran)成(cheng)(cheng)(cheng)紅(hong)棕(zong)色(se)(se)或藍色(se)(se)，而奧(ao)氏(shi)體(ti)則(ze)為白亮色(se)(se)。這種方法(fa)具有制(zhi)(zhi)樣不(bu)(bu)需加熱、侵蝕時間(jian)短、容易(yi)掌握、操作簡便且相(xiang)邊界清(qing)晰(xi)、色(se)(se)彩鮮艷、對比(bi)度(du)(du)大、易(yi)于分(fen)析不(bu)(bu)同相(xiang)等優點。通(tong)常鐵(tie)索體(ti)奧(ao)氏(shi)體(ti)型雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)陽極(ji)電化(hua)學沉積膜(mo)的(de)一個合適(shi)(shi)的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)配(pei)比(bi)為：偏重(zhong)亞硫酸鉀（1g)+鹽(yan)酸（20mL)+氯(lv)化(hua)銅(tong)(tong)（0.2~0.5g)+水(shui)(shui)（100mL).由于試樣成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)的(de)差異及氣溫的(de)變化(hua)，陽極(ji)沉積膜(mo)的(de)生成(cheng)(cheng)(cheng)速(su)度(du)(du)會發(fa)生變化(hua)，實(shi)際工作中(zhong)可(ke)以(yi)適(shi)(shi)當(dang)調(diao)整(zheng)(zheng)溶液配(pei)比(bi)來控制(zhi)(zhi)雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)陽極(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)膜(mo)的(de)速(su)度(du)(du)，以(yi)達到(dao)理想的(de)浸(jin)染(ran)(ran)效果。試劑的(de)配(pei)制(zhi)(zhi)最好在室(shi)溫下，將(jiang)20mL鹽(yan)酸加入(ru)100mL水(shui)(shui)中(zhong)，再加入(ru)1g偏重(zhong)亞硫酸鉀，用玻璃棒攪拌直(zhi)至(zhi)完全溶解(jie)，再加入(ru)氯(lv)化(hua)銅(tong)(tong)，溶解(jie)后放置片刻(ke)便可(ke)使用。試樣的(de)磨制(zhi)(zhi)和(he)拋光與(yu)通(tong)常制(zhi)(zhi)備金(jin)相(xiang)試樣的(de)方法(fa)基本相(xiang)同，只是(shi)注意在侵蝕前要(yao)把(ba)試樣表面(mian)(mian)的(de)油污等雜質清(qing)除干(gan)凈，去(qu)掉制(zhi)(zhi)樣過(guo)程中(zhong)使用的(de)金(jin)屬夾持器。試樣在室(shi)溫下侵蝕15~30s即(ji)可(ke)。由于試樣化(hua)學成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)的(de)差異和(he)環境(jing)溫度(du)(du)的(de)變化(hua)，需要(yao)適(shi)(shi)當(dang)調(diao)整(zheng)(zheng)試劑的(de)濃度(du)(du)和(he)侵蝕時間(jian)，以(yi)侵蝕的(de)試樣肉(rou)眼觀察其表面(mian)(mian)呈現橙黃色(se)(se)即(ji)可(ke)。然后用自來水(shui)(shui)沖洗干(gan)凈，用濾(lv)紙(zhi)吸干(gan)試樣表面(mian)(mian)的(de)水(shui)(shui)膜(mo)，再用電吹風將(jiang)試樣吹干(gan)。具體(ti)腐蝕形(xing)貌如(ru)圖2.2所示。
這種方法的原理如下：鐵素體和奧氏體可以形成一個電化學的雙電極體系，鐵素體和奧氏體兩相相當于兩個不同的單電極，將這樣一個具有雙電極的金相試樣浸入偏重亞硫酸鉀、氯化銅、鹽酸水溶液中，鐵素體、奧氏體兩個電極將建立相應的穩定電位Eγ和Eα,Eγ>Eα(α為陽極相，γ為陰極相）。對于奧氏體電極而言，相當于附加了一個較負的外電勢，而對于鐵素體電極則相當于附加了一個較正的外電勢。附加外電勢的存在，導致了鐵素體、奧氏體電極體系中產生附加的外電流。而這種方法的缺點是在侵蝕的過程中會產生有害物質SO2、H2S,因此需要格外注意通風條件。進一步實驗發現，氯化銅試劑可以省去，將配方改為偏重亞硫酸鉀（1g)+鹽酸（15mL)+水（100mL)依然可以得到較為清晰的雙相不銹鋼腐蝕形貌。如圖2.3所示。
2. 雙相(xiang)不銹鋼的(de)電化學侵蝕方法
電(dian)(dian)化(hua)(hua)學極(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)的(de)(de)方(fang)法是根據雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)在實(shi)(shi)驗溶(rong)液(ye)中腐蝕速率的(de)(de)差別，將(jiang)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)兩相(xiang)(xiang)(xiang)進行區分的(de)(de)一種手(shou)段(duan)，相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)于常規侵(qin)(qin)(qin)(qin)蝕的(de)(de)方(fang)法，電(dian)(dian)化(hua)(hua)學侵(qin)(qin)(qin)(qin)蝕具(ju)有腐蝕均勻、侵(qin)(qin)(qin)(qin)蝕所需時間短、腐蝕形貌(mao)清晰明了等(deng)特點(dian)。實(shi)(shi)驗步驟如下：首先(xian)，將(jiang)試(shi)(shi)樣(yang)背(bei)面與導線(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)連(lian)，并用環氧樹脂將(jiang)試(shi)(shi)樣(yang)封樣(yang)，只留帶(dai)侵(qin)(qin)(qin)(qin)蝕面；其(qi)次(ci)，配置(zhi)2mol/L的(de)(de)氫(qing)(qing)氧化(hua)(hua)鈉溶(rong)液(ye)；再次(ci)，將(jiang)試(shi)(shi)樣(yang)、參比電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)（飽和(he)甘(gan)汞電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)）、輔助電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)（鉑(bo)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)）分別與電(dian)(dian)化(hua)(hua)學工作站(zhan)的(de)(de)工作接(jie)(jie)線(xian)、參比電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)接(jie)(jie)線(xian)、輔助電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)接(jie)(jie)線(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)連(lian)，并置(zhi)于配置(zhi)好的(de)(de)氫(qing)(qing)氧化(hua)(hua)鈉溶(rong)液(ye)中，采用恒電(dian)(dian)位極(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)的(de)(de)方(fang)法，選(xuan)擇＋2V(相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)于參比電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)）的(de)(de)電(dian)(dian)位，極(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)10~20s;最后(hou)，將(jiang)試(shi)(shi)樣(yang)拿(na)出后(hou)清洗吹干用于觀察(cha)。其(qi)腐蝕形貌(mao)如圖(tu)2.4所示。其(qi)缺點(dian)是預先(xian)的(de)(de)制(zhi)樣(yang)過程所需時間較長，較為煩瑣。
3. 雙相不銹鋼的優先腐蝕行(xing)為
2205雙相不銹鋼由鐵素體相和奧氏體相兩相組成，兼具鐵素體不銹鋼的強度和奧氏體不銹鋼的韌性，具有優良且獨特的力學性能，并且耐氯離子腐蝕，是一種優質的很有發展空間的鋼材。然而也正是由于2205雙相不銹鋼的特殊結構，導致其在具備以上優良性能的同時，由于鐵素體相與奧氏體相不同的晶體結構和化學組成，導致兩相耐蝕性能存在差異。這種特殊的差異性會導致兩相中的一相發生優先腐蝕，成為腐蝕脆弱區，導致雙相不銹鋼開裂破壞。因此，研究雙相不銹鋼的優先腐蝕行為以及單一相的耐蝕性能具有十分重要的意義。
在此之前，已經有少量對雙相不銹鋼優先腐蝕行為的研究，主要是通過改變腐蝕介質的種類以及腐蝕介質的濃度來控制雙相不銹鋼兩相的腐蝕速率。根據優先腐蝕相的不同，可分為三類：鐵素體相優先腐蝕、奧氏體相優先腐蝕、兩相均勻腐蝕。本書主要研究不同固溶溫度（1000℃、1050℃、1100℃、1150℃)下2205雙相不銹鋼在1.5mol/L HNO3+2mol/L NaCl溶液（硝酸體系）與2mol/L H2SO4+0.5mol/L HCl(硫酸體系）溶液中的優選腐蝕及耐蝕性能，并在此基礎上在兩種腐蝕介質中分別制備具有鐵素體單－相和奧氏體單－相的2205雙相不銹鋼，研究其單一相的耐蝕性能及滲氫行為，進而更好地了解微觀組織對2205雙相不銹鋼的腐蝕行為和氫脆敏感性的影響。
a. 雙相不銹鋼(gang)在硝酸體系(xi)中的侵(qin)蝕(shi)
圖2.5為(wei)不同固溶溫度(du)下2205雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)在硝酸(suan)體(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)中(zhong)的極(ji)(ji)化(hua)曲線，由于硝酸(suan)是(shi)強氧(yang)化(hua)性酸(suan)，因此，在硝酸(suan)體(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)中(zhong)存在明顯(xian)的鈍(dun)化(hua)現象。2205雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)在硝酸(suan)體(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)中(zhong)的極(ji)(ji)化(hua)曲線由陰極(ji)(ji)區、活化(hua)區、鈍(dun)化(hua)過(guo)渡區、鈍(dun)化(hua)區、過(guo)鈍(dun)化(hua)區五(wu)個(ge)部分(fen)組成。不同熱處理溫度(du)下的極(ji)(ji)化(hua)曲線表現出相(xiang)似的形狀(zhuang)，其鈍(dun)化(hua)區的寬度(du)相(xiang)差不多(duo)，自腐蝕電(dian)位和自腐蝕電(dian)流的大(da)小比較(jiao)接近，均為(wei)一個(ge)數量級(ji)。其具體(ti)(ti)(ti)擬(ni)合值(zhi)如表2.1所列。
表2.1中：Ecorr表示自腐蝕電位；Icorr表示自腐蝕電流；Etp表示過鈍化電位；Ip表示維鈍電流；Epp表示致鈍電位。比較各固溶溫度試樣的自腐蝕電位，數值相差不多，自腐蝕電位用來表征材料的耐蝕傾向，而自腐蝕電流則可反應材料的腐蝕速率。比較各固溶溫度下試樣的自腐蝕電流，均為同一數量級，自腐蝕電流隨著固溶溫度的升高先降低后升高，在1050℃時達到最小值1.5×10-4A/c㎡,因此，當固溶溫度為1050℃時，試樣在硝酸體系中的耐蝕性能最好，固溶溫度升高或者降低均會導致耐蝕性能略微變差。比較各固溶溫度下試樣的鈍化區間可知，各固溶溫度下試樣在硝酸體系中的鈍化區間相差很小。維鈍電流的大小則可反映出材料表面鈍化膜的穩定性，維鈍電流越小，表明鈍化膜性能越好，從表2.1中可以看出，隨著固溶溫度的升高，維鈍電流先降低后升高，在1050℃時達到最小值1.5×10-4A/c㎡,因此，當固溶溫度為1050℃時，試樣表面的鈍化膜最穩定，固溶溫度升高或者降低均會導致鈍化膜性能略微變差。綜上所述，當固溶溫度為1050℃時，2205雙相不銹鋼在硝酸體系中的耐蝕性能和鈍化膜穩定性能均為最佳，隨著固溶溫度的升高或者降低，其耐蝕性能和鈍化膜穩定性都會略微變差。
結合圖(tu)2.5和(he)表2.1可知，所有固(gu)溶溫度下(xia)的試樣在(zai)硝酸體(ti)系中(zhong)的活化(hua)鈍化(hua)峰(feng)只(zhi)有一個，這個峰(feng)值(zhi)(zhi)對(dui)應(ying)的電(dian)(dian)位(wei)就是致(zhi)鈍電(dian)(dian)位(wei)。其數(shu)值(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)差很小，在(zai)-0.27V附近，在(zai)此電(dian)(dian)位(wei)下(xia)，奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)與鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)的耐蝕性相(xiang)(xiang)(xiang)差最大。圖(tu)2.6為2205雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼在(zai)恒電(dian)(dian)位(wei)-0.27V極化(hua)后的能(neng)譜圖(tu)，鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)中(zhong)Cr元(yuan)素(su)(su)(su)(su)和(he)Mo元(yuan)素(su)(su)(su)(su)含(han)(han)量(liang)高(gao)，奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)中(zhong)Ni元(yuan)素(su)(su)(su)(su)含(han)(han)量(liang)高(gao)，由圖(tu)中(zhong)可以看(kan)出，突(tu)出相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)Cr和(he)Mo含(han)(han)量(liang)高(gao)于(yu)凹(ao)(ao)陷(xian)(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)，而Ni元(yuan)素(su)(su)(su)(su)含(han)(han)量(liang)低于(yu)凹(ao)(ao)陷(xian)(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)，因此，突(tu)出相(xiang)(xiang)(xiang)為鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)，凹(ao)(ao)陷(xian)(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)為奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)，奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)的腐蝕速率較鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)高(gao)，奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)優先(xian)腐蝕。
b. 雙相(xiang)不銹(xiu)鋼在硫酸體系中(zhong)的侵蝕(shi)
圖(tu)2.7為(wei)不(bu)同固溶溫(wen)度下2205雙相(xiang)不(bu)銹鋼在(zai)硫(liu)酸系(xi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)極(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)曲(qu)(qu)線，由(you)于硫(liu)酸同硝酸一(yi)(yi)樣也是強氧化(hua)(hua)(hua)(hua)性酸，因此，在(zai)硫(liu)酸體系(xi)中(zhong)(zhong)同樣存在(zai)明顯的(de)(de)鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)現(xian)象(xiang)。2205雙相(xiang)不(bu)銹鋼在(zai)硫(liu)酸體系(xi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)極(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)曲(qu)(qu)線由(you)陰極(ji)區、活化(hua)(hua)(hua)(hua)區、鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)渡區、鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)區、過(guo)鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)區五個部(bu)分組(zu)成。不(bu)同固溶溫(wen)度下的(de)(de)極(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)曲(qu)(qu)線表(biao)現(xian)出相(xiang)似(si)的(de)(de)形狀，其鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)區的(de)(de)寬度相(xiang)差很(hen)小，自(zi)腐蝕電位和自(zi)腐蝕電流的(de)(de)大(da)小比較接(jie)近，均(jun)為(wei)一(yi)(yi)個數量級。其具體擬合值(zhi)如表(biao)2.2所(suo)列。
表2.2中：Ecorr表示自腐蝕電位；Icorr表示自腐蝕電流；Ep表示過鈍化電位；Ip表示維鈍電流；Epp表致鈍電位。比較各固溶溫度試樣的自腐蝕電位，1150℃時自腐蝕電位最高，而自腐蝕電位只是用來表征材料的耐蝕傾向，而自腐蝕電流則可反應材料的實際腐蝕速率。比較各固溶溫度下試樣的自腐蝕電流，均為同一數量級，自腐蝕電流隨著固溶溫度的升高先降低后升高，在1050℃時達到最小值2.38×10-5A/c㎡,因此，當固溶溫度為．1050℃時，試樣在硫酸體系中的耐蝕性能最好，固溶溫度升高或者降低均會導致耐蝕性能略微變差。比較各固溶溫度下試樣的鈍化區間可知，各固溶溫度下試樣在硫酸體系中的鈍化區間相差很小。維鈍電流的大小則可反映出材料表面鈍化膜的穩定性，維鈍電流越小，表明鈍化膜性能越好，從表中可以看出，當固溶溫度較低時，維鈍電流較小，1000℃與1050℃時的維鈍電流同時達到最小值1.3×10-4A/c㎡,隨著固溶溫度的升高，維鈍電流升高，1150℃時維鈍電流達到最大值2.1×10-4A/c㎡.因此，當固溶溫度為1000℃和1050℃時，試樣表面的鈍化膜最穩定，固溶溫度升高會導致鈍化膜性能略微變差。綜上所述，當固溶溫度為1050℃時，2205雙相不銹鋼在硝酸體系中的耐蝕性能和鈍化膜穩定性能均為最佳，這與硝酸體系的結果是一致的。
結合圖2.7和表2.2可知，與硝酸體系不同，所有固溶溫度下的試樣在硫酸體系中的活化鈍化峰均有兩個（Epp1、Epp2)，不同固溶溫度試樣的峰值對應的電位相差很小，分別在－0.305V和－0.26V附近，這兩個峰對應的電位均為鐵素體相與奧氏體相腐蝕速率差值最大的電位。
圖2.8為(wei)2205雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼在恒電(dian)(dian)位-0.305V下極化后的能譜圖 從圖中可以看出，突出相(xiang)(xiang)(xiang)中鉻(ge)元素(su)(su)(su)和鉬元素(su)(su)(su)含量(liang)較凹陷(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)低，而鎳元素(su)(su)(su)含量(liang)較凹陷(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)高(gao)，因此，突出相(xiang)(xiang)(xiang)為(wei)奧氏體相(xiang)(xiang)(xiang)，凹陷(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)為(wei)鐵素(su)(su)(su)體相(xiang)(xiang)(xiang)，在此電(dian)(dian)位下，鐵素(su)(su)(su)體相(xiang)(xiang)(xiang)腐(fu)蝕速率(lv)較奧氏體快(kuai)，鐵素(su)(su)(su)體相(xiang)(xiang)(xiang)優(you)先腐(fu)蝕。
圖2.9為(wei)2205雙相(xiang)不銹鋼(gang)在(zai)恒電位(wei)-0.26V下(xia)極化后的能(neng)譜圖，突出相(xiang)中鉻元(yuan)素(su)和鉬元(yuan)素(su)含量(liang)較凹(ao)(ao)陷相(xiang)高(gao)(gao)，鎳(nie)元(yuan)素(su)含量(liang)較凹(ao)(ao)陷相(xiang)低，因此，突出相(xiang)為(wei)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)相(xiang)，凹(ao)(ao)陷相(xiang)為(wei)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)，在(zai)此電位(wei)下(xia)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)腐(fu)蝕(shi)速率較鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)相(xiang)快，奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)發生(sheng)優先(xian)腐(fu)蝕(shi)。綜上所述，在(zai)硫酸體(ti)(ti)系中，對應(ying)電位(wei)值(zhi)較高(gao)(gao)的活化鈍化峰(feng)為(wei)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)峰(feng)，此時(shi)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)發生(sheng)優先(xian)腐(fu)蝕(shi)，而對應(ying)電位(wei)值(zhi)較低的活化鈍化峰(feng)為(wei)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)峰(feng)，此時(shi)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)相(xiang)發生(sheng)優先(xian)腐(fu)蝕(shi)。
