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(xiang)不銹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(jing)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(fu)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(bu)銹(xiu)鋼的晶(jing)間腐蝕


  奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)-鐵素(su)體(ti)(ti)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼比碳(tan)含量(liang)(liang)(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)當的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼晶間腐(fu)蝕敏感性低(di)的(de)(de)(de)(de)原因(yin),同(tong)存在一(yi)定數量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)最好是均勻彌散(san)(san)分布的(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)有(you)關(guan)。一(yi)般(ban)來說,奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)形成(cheng)元素(su),如碳(tan)等多(duo)富(fu)集(ji)于y相(xiang)(xiang)(xiang)中;而(er)(er)鐵素(su)體(ti)(ti)形成(cheng)元素(su),如鉻(ge)、鉬等則富(fu)集(ji)于α相(xiang)(xiang)(xiang)中。當敏化(hua)(hua)加(jia)熱(re)(re)時,富(fu)鉻(ge)碳(tan)化(hua)(hua)物最易于在兩相(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)面α相(xiang)(xiang)(xiang)一(yi)側(ce)形核,從而(er)(er)大(da)大(da)減少了沿(yan)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)晶粒(li)之間界(jie)碳(tan)化(hua)(hua)物的(de)(de)(de)(de)析出(chu)(chu)(不(bu)(bu)(bu)僅(jin)形成(cheng)速(su)度(du)慢且因(yin)數量(liang)(liang)(liang)(liang)很(hen)少,難以構成(cheng)連續網(wang)狀)。鉻(ge)在鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)中不(bu)(bu)(bu)僅(jin)因(yin)富(fu)集(ji)含量(liang)(liang)(liang)(liang)高(gao),而(er)(er)且擴散(san)(san)速(su)度(du)比在奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)中快得多(duo),均不(bu)(bu)(bu)易產(chan)生貧鉻(ge)或有(you)利于迅速(su)補(bu)充而(er)(er)消除易遭(zao)受腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)貧鉻(ge)區。當鐵素(su)體(ti)(ti)量(liang)(liang)(liang)(liang)不(bu)(bu)(bu)大(da)時,α相(xiang)(xiang)(xiang)以孤島狀被(bei)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)晶粒(li)所包圍。即使被(bei)腐(fu)蝕也因(yin)相(xiang)(xiang)(xiang)互未能連接成(cheng)網(wang)絡不(bu)(bu)(bu)致造成(cheng)更大(da)的(de)(de)(de)(de)危險。隨著彌散(san)(san)鐵素(su)體(ti)(ti)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia),晶界(jie)總面積(ji)提高(gao)(相(xiang)(xiang)(xiang)對降低(di)了晶界(jie)碳(tan)化(hua)(hua)物析出(chu)(chu)濃(nong)度(du))和鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)及其內側(ce)能夠吸(xi)收更多(duo)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)(hua)物,當達到(dao)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)極(ji)限α相(xiang)(xiang)(xiang)含量(liang)(liang)(liang)(liang)以上(shang)時,可以消除晶間腐(fu)蝕傾向。因(yin)此,控制(zhi)適宜的(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)(xiang)(xiang)比例,防(fang)止α相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)聚集(ji)長大(da)和采取(qu)正確的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)處理是十(shi)分重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)。過多(duo)的(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang),甚至形成(cheng)連續網(wang)絡,或轉(zhuan)變(bian)為σ相(xiang)(xiang)(xiang)或x相(xiang)(xiang)(xiang)(取(qu)決于鉬含量(liang)(liang)(liang)(liang))則是十(shi)分有(you)害的(de)(de)(de)(de)。在強(qiang)氧化(hua)(hua)性介(jie)質中,會(hui)發生選擇性晶間腐(fu)蝕。


2. 雙相不銹鋼的(de)應(ying)力腐蝕(shi)


  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。


  雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐氯化物應力腐蝕性(xing)(xing)能與普通18-8奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)相比,只(zhi)有在低(di)應力下才顯示出一(yi)定的優(you)越性(xing)(xing)。在高應力作用下則區別不(bu)(bu)大或基(ji)本相同。


  對雙相(xiang)不銹鋼耐應(ying)力(li)腐蝕特(te)點(dian)可以(yi)做出以(yi)下解釋:


    a. 雙相不銹(xiu)鋼具有比普(pu)通奧氏體不銹(xiu)鋼更(geng)高的屈服強度;


    b. 第二相(xiang)的存在對(dui)裂(lie)紋(wen)擴展(zhan)有機(ji)械阻礙作用(yong)(yong)。如裂(lie)紋(wen)起源于奧氏體(ti)基體(ti),一旦擴展(zhan)至α相(xiang),在低應力作用(yong)(yong)下(xia),鐵素(su)體(ti)內難(nan)以產生滑移,裂(lie)紋(wen)擴展(zhan)被阻止,而在高應力作用(yong)(yong)下(xia),裂(lie)紋(wen)容(rong)易貫穿鐵素(su)體(ti)相(xiang),失去(qu)阻礙效果(guo);


   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。