1. 動(dong)電位極化曲線(xian)分析(xi)
圖5.14為不同固溶溫度下2205雙相不銹鋼在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為不(bu)(bu)(bu)同(tong)固(gu)溶(rong)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼在(zai)0.5mol/L 硫酸溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)自腐(fu)蝕(shi)電(dian)流(liu)(liu)和(he)維鈍電(dian)流(liu)(liu)曲(qu)線，從圖中(zhong)(zhong)可以(yi)看(kan)出，自腐(fu)蝕(shi)電(dian)流(liu)(liu)和(he)維鈍電(dian)流(liu)(liu)具有相(xiang)同(tong)的(de)(de)趨勢，隨著固(gu)溶(rong)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)增(zeng)加，2205雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)自腐(fu)蝕(shi)電(dian)流(liu)(liu)和(he)維鈍電(dian)流(liu)(liu)均先下降(jiang)后上(shang)升。當(dang)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)為950℃時(shi)，材(cai)料的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)和(he)鈍化(hua)膜(mo)(mo)穩(wen)(wen)定性(xing)均為最差(cha)，主要(yao)是由(you)于(yu)σ相(xiang)的(de)(de)析出所導致。當(dang)固(gu)溶(rong)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)達到(dao)1000℃后，σ相(xiang)消(xiao)失(shi)，雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼中(zhong)(zhong)只存(cun)在(zai)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體與奧氏(shi)(shi)體兩相(xiang)，消(xiao)除了第(di)二相(xiang)給材(cai)料耐(nai)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)帶來的(de)(de)負面影響，其耐(nai)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)和(he)鈍化(hua)膜(mo)(mo)穩(wen)(wen)定性(xing)均較950℃時(shi)有明顯提高(gao)。當(dang)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)為1050℃時(shi)耐(nai)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)和(he)鈍化(hua)膜(mo)(mo)穩(wen)(wen)定性(xing)達到(dao)最佳，此時(shi)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼兩相(xiang)比例(li)基本(ben)達到(dao)1:1.表(biao)(biao)5.6為各(ge)固(gu)溶(rong)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)下2205雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體和(he)奧氏(shi)(shi)體Cr、Mo、Ni的(de)(de)元(yuan)素(su)含量(liang)(liang)(liang)(liang)，由(you)表(biao)(biao)可知(zhi)，奧氏(shi)(shi)體中(zhong)(zhong)Cr、Mo元(yuan)素(su)含量(liang)(liang)(liang)(liang)基本(ben)相(xiang)同(tong)，而鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體中(zhong)(zhong)Cr元(yuan)素(su)含量(liang)(liang)(liang)(liang)和(he)Mo元(yuan)素(su)含量(liang)(liang)(liang)(liang)最高(gao)，即此時(shi)各(ge)元(yuan)素(su)在(zai)兩相(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)分布達到(dao)最佳狀(zhuang)態(tai)。隨著溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)繼續升高(gao)，自腐(fu)蝕(shi)電(dian)流(liu)(liu)和(he)維鈍電(dian)流(liu)(liu)均上(shang)升，并與1200℃時(shi)達到(dao)另外一個峰值。由(you)于(yu)隨著固(gu)溶(rong)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)升高(gao)，鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體與奧氏(shi)(shi)體兩相(xiang)比例(li)逐漸偏離1:1,而從表(biao)(biao)5.6中(zhong)(zhong)可以(yi)看(kan)出此時(shi)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體含量(liang)(liang)(liang)(liang)不(bu)(bu)(bu)斷增(zeng)加，奧氏(shi)(shi)體含量(liang)(liang)(liang)(liang)逐漸降(jiang)低，鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體中(zhong)(zhong)Cr和(he)Mo元(yuan)素(su)含量(liang)(liang)(liang)(liang)降(jiang)低，各(ge)元(yuan)素(su)在(zai)兩相(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)分布偏離最佳狀(zhuang)態(tai)。因此，其耐(nai)蝕(shi)性(xing)和(he)鈍化(hua)膜(mo)(mo)穩(wen)(wen)定性(xing)均變差(cha)。
2. 交(jiao)流阻抗測試(shi)分析
圖5.16為不同固溶(rong)溫度試樣(yang)在(zai)0.5mol/L 硫酸溶(rong)液(ye)中(zhong)的(de)電(dian)化(hua)學阻抗譜Nyquist 曲(qu)線(xian)(xian)圖。從圖5.16中(zhong)可知，所有固溶(rong)溫度下(xia)試樣(yang)的(de)Nyquist 曲(qu)線(xian)(xian)均(jun)由～個(ge)較(jiao)大的(de)半圓弧構成。比較(jiao)半圓弧的(de)直徑(jing)可知：1050℃>1000℃>1100℃>1150℃>1200℃>950℃.Nyquist曲(qu)線(xian)(xian)半圓弧的(de)直徑(jing)代(dai)表了材(cai)料耐蝕性(xing)能(neng)(neng)，直徑(jing)越大說明材(cai)料耐蝕性(xing)能(neng)(neng)越好。因此，材(cai)料在(zai)1050℃時耐蝕性(xing)能(neng)(neng)最好，950℃時耐蝕性(xing)能(neng)(neng)最差，這與極化(hua)曲(qu)線(xian)(xian)的(de)結果相一(yi)致。
不同(tong)固溶(rong)溫(wen)度(du)(du)下2205雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼阻(zu)(zu)抗等(deng)效電(dian)(dian)(dian)路(lu)和擬(ni)合(he)數據(ju)如圖(tu)5.17和表5.7所(suo)示。表5.7中Rsol為溶(rong)液電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)，Cl為雙電(dian)(dian)(dian)層電(dian)(dian)(dian)容，Rl為極化(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)。溶(rong)液電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)在2~6Ω/c㎡內波(bo)動(dong)，相(xiang)(xiang)(xiang)比較極化(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)可以忽(hu)略不計，說明溶(rong)液本身的影響很小。極化(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)R1隨固溶(rong)溫(wen)度(du)(du)的變(bian)化(hua)(hua)曲(qu)線如圖(tu)5.18所(suo)示。從(cong)圖(tu)5.18中可以看(kan)出(chu)，R1在1050℃達(da)(da)到(dao)最大(da)值27290Ω/c㎡,在950℃達(da)(da)到(dao)最小值2579Ω/c㎡,并(bing)且隨著固溶(rong)溫(wen)度(du)(du)的升(sheng)高先增大(da)后(hou)減(jian)小。表明當(dang)固溶(rong)溫(wen)度(du)(du)達(da)(da)到(dao)1050℃時(shi)，雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼的鈍化(hua)(hua)膜穩(wen)定(ding)性和致密程度(du)(du)最佳，與(yu)溶(rong)液進行(xing)反應的速度(du)(du)最小，反應難(nan)度(du)(du)最大(da)。這與(yu)極化(hua)(hua)曲(qu)線得(de)到(dao)的結果相(xiang)(xiang)(xiang)致。
