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. 雙相不銹鋼(gang)的晶間(jian)腐蝕
奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)-鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)比碳(tan)含量(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)當的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)蝕敏(min)感性低(di)的(de)(de)(de)原因(yin),同存在一定數(shu)量(liang)的(de)(de)(de)最好是(shi)均(jun)(jun)勻彌(mi)(mi)散分布的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)有(you)關。一般來說(shuo),奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)(su)(su),如(ru)碳(tan)等多富集(ji)于y相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong);而鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)(su)(su),如(ru)鉻(ge)、鉬等則富集(ji)于α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)。當敏(min)化加(jia)熱時(shi),富鉻(ge)碳(tan)化物最易(yi)(yi)(yi)于在兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)面α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)一側形(xing)(xing)核(he),從而大(da)大(da)減少了(le)沿奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)晶(jing)(jing)(jing)粒之(zhi)間界(jie)碳(tan)化物的(de)(de)(de)析(xi)(xi)出(不僅形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)速(su)(su)度(du)慢且因(yin)數(shu)量(liang)很少,難以(yi)(yi)構成(cheng)(cheng)(cheng)連(lian)續網(wang)狀(zhuang))。鉻(ge)在鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)不僅因(yin)富集(ji)含量(liang)高,而且擴散速(su)(su)度(du)比在奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)快得多,均(jun)(jun)不易(yi)(yi)(yi)產生(sheng)貧(pin)鉻(ge)或(huo)(huo)有(you)利于迅速(su)(su)補充而消除易(yi)(yi)(yi)遭受腐(fu)蝕的(de)(de)(de)貧(pin)鉻(ge)區。當鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)量(liang)不大(da)時(shi),α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)以(yi)(yi)孤島狀(zhuang)被奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)晶(jing)(jing)(jing)粒所包圍。即(ji)使(shi)被腐(fu)蝕也因(yin)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)未能(neng)連(lian)接成(cheng)(cheng)(cheng)網(wang)絡不致(zhi)造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)更大(da)的(de)(de)(de)危險(xian)。隨(sui)著(zhu)彌(mi)(mi)散鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)量(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia),晶(jing)(jing)(jing)界(jie)總面積提高(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對降(jiang)低(di)了(le)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)碳(tan)化物析(xi)(xi)出濃度(du))和鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)及其內側能(neng)夠吸收更多的(de)(de)(de)碳(tan)化物,當達到一定的(de)(de)(de)極(ji)限α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)含量(liang)以(yi)(yi)上時(shi),可以(yi)(yi)消除晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)蝕傾向。因(yin)此,控(kong)制適宜的(de)(de)(de)兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比例,防止α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)聚集(ji)長大(da)和采取正確的(de)(de)(de)熱處理是(shi)十(shi)分重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)。過多的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang),甚至形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)連(lian)續網(wang)絡,或(huo)(huo)轉變(bian)為σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)或(huo)(huo)x相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(取決于鉬含量(liang))則是(shi)十(shi)分有(you)害的(de)(de)(de)。在強氧化性介(jie)質中(zhong)(zhong),會發生(sheng)選擇性晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)蝕。
2. 雙相(xiang)不銹鋼的應(ying)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。
雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)耐氯化(hua)物(wu)應(ying)力(li)腐蝕性(xing)能與普通18-8奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)相(xiang)比,只(zhi)有(you)在低(di)應(ying)力(li)下才顯示出一定(ding)的優(you)越性(xing)。在高(gao)應(ying)力(li)作用下則區別不大或基本相(xiang)同。
對雙相不(bu)銹鋼耐應力腐蝕特(te)點(dian)可以(yi)做出(chu)以(yi)下(xia)解釋:
a. 雙相(xiang)不銹鋼具(ju)有比普通奧氏體不銹鋼更(geng)高(gao)的屈服強度;
b. 第二相(xiang)的(de)存(cun)在(zai)對裂紋(wen)擴展有機械阻(zu)礙作(zuo)用。如(ru)裂紋(wen)起源于奧氏體基體,一(yi)旦(dan)擴展至α相(xiang),在(zai)低應(ying)力(li)作(zuo)用下,鐵素體內(nei)難以產生滑移,裂紋(wen)擴展被阻(zu)止,而在(zai)高應(ying)力(li)作(zuo)用下,裂紋(wen)容易(yi)貫穿(chuan)鐵素體相(xiang),失去阻(zu)礙效果;
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。

