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(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)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(jian)腐蝕(shi)
奧氏體(ti)-鐵(tie)(tie)素體(ti)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)比碳(tan)(tan)含(han)(han)量相(xiang)(xiang)(xiang)當的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕敏感性(xing)低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原因,同(tong)存在一定數量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)好是均(jun)勻彌散分(fen)布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)有(you)(you)關(guan)。一般來說(shuo),奧氏體(ti)形(xing)成(cheng)元素,如碳(tan)(tan)等多富(fu)集(ji)(ji)于(yu)(yu)y相(xiang)(xiang)(xiang)中;而鐵(tie)(tie)素體(ti)形(xing)成(cheng)元素,如鉻(ge)、鉬(mu)等則富(fu)集(ji)(ji)于(yu)(yu)α相(xiang)(xiang)(xiang)中。當敏化(hua)加(jia)熱(re)(re)時(shi),富(fu)鉻(ge)碳(tan)(tan)化(hua)物最(zui)易(yi)于(yu)(yu)在兩相(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)面α相(xiang)(xiang)(xiang)一側形(xing)核,從而大(da)大(da)減少了沿奧氏體(ti)晶(jing)(jing)粒之間(jian)界(jie)碳(tan)(tan)化(hua)物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)析出(不(bu)僅形(xing)成(cheng)速(su)度慢且因數量很少,難以(yi)構(gou)成(cheng)連(lian)續網(wang)狀(zhuang))。鉻(ge)在鐵(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)中不(bu)僅因富(fu)集(ji)(ji)含(han)(han)量高,而且擴(kuo)散速(su)度比在奧氏體(ti)中快得多,均(jun)不(bu)易(yi)產生貧(pin)鉻(ge)或有(you)(you)利于(yu)(yu)迅速(su)補(bu)充(chong)而消(xiao)(xiao)除(chu)易(yi)遭受腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)貧(pin)鉻(ge)區。當鐵(tie)(tie)素體(ti)量不(bu)大(da)時(shi),α相(xiang)(xiang)(xiang)以(yi)孤島(dao)狀(zhuang)被奧氏體(ti)晶(jing)(jing)粒所包圍。即使被腐(fu)蝕也因相(xiang)(xiang)(xiang)互未能連(lian)接成(cheng)網(wang)絡(luo)不(bu)致(zhi)造成(cheng)更(geng)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)危險。隨著(zhu)彌散鐵(tie)(tie)素體(ti)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia),晶(jing)(jing)界(jie)總面積提高(相(xiang)(xiang)(xiang)對降低了晶(jing)(jing)界(jie)碳(tan)(tan)化(hua)物析出濃度)和(he)鐵(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)及其內側能夠吸收更(geng)多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)物,當達到一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)極限α相(xiang)(xiang)(xiang)含(han)(han)量以(yi)上時(shi),可以(yi)消(xiao)(xiao)除(chu)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕傾向(xiang)。因此,控制(zhi)適(shi)宜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)(xiang)(xiang)比例,防止α相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)集(ji)(ji)長大(da)和(he)采取(qu)正確(que)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)處理(li)是十(shi)分(fen)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。過多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang),甚至形(xing)成(cheng)連(lian)續網(wang)絡(luo),或轉變(bian)為(wei)σ相(xiang)(xiang)(xiang)或x相(xiang)(xiang)(xiang)(取(qu)決于(yu)(yu)鉬(mu)含(han)(han)量)則是十(shi)分(fen)有(you)(you)害的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。在強(qiang)氧化(hua)性(xing)介質中,會發(fa)生選擇(ze)性(xing)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕。
2. 雙相(xiang)不(bu)銹鋼的應力腐(fu)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)銹鋼(gang)耐(nai)氯化物應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕性(xing)(xing)能與普通18-8奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)相(xiang)比,只有在(zai)低應(ying)(ying)力(li)下才顯示(shi)出一定的優越性(xing)(xing)。在(zai)高應(ying)(ying)力(li)作用下則區別(bie)不(bu)大(da)或(huo)基本相(xiang)同。
對雙相不(bu)銹鋼耐應力腐蝕特(te)點可(ke)以做出以下解釋:
a. 雙相不(bu)銹鋼具有比普通奧氏體不(bu)銹鋼更(geng)高的屈服強度;
b. 第二相的(de)存在對裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)擴(kuo)展有機械阻(zu)礙作(zuo)用。如裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)起源于奧氏體(ti)基體(ti),一旦(dan)擴(kuo)展至α相,在低應力作(zuo)用下,鐵素(su)(su)體(ti)內難以產生滑移(yi),裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)擴(kuo)展被阻(zu)止,而在高應力作(zuo)用下,裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)容易貫穿鐵素(su)(su)體(ti)相,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。

