1. 動(dong)電位極化曲(qu)線分(fen)析
圖5.14為不同固溶溫度下2205雙(shuang)相不銹(xiu)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(shuang)相不(bu)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(wei)(wei)不(bu)同固(gu)(gu)溶(rong)溫度雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在0.5mol/L 硫酸溶(rong)液中(zhong)(zhong)自腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)流(liu)和(he)(he)(he)維(wei)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)電(dian)(dian)流(liu)曲(qu)線，從圖中(zhong)(zhong)可以看出(chu)，自腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)流(liu)和(he)(he)(he)維(wei)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)電(dian)(dian)流(liu)具(ju)有(you)相(xiang)(xiang)(xiang)同的(de)(de)(de)(de)趨勢，隨著(zhu)固(gu)(gu)溶(rong)溫度的(de)(de)(de)(de)增加，2205雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)自腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)流(liu)和(he)(he)(he)維(wei)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)電(dian)(dian)流(liu)均先(xian)下(xia)降后上升。當溫度為(wei)(wei)950℃時(shi)(shi)，材(cai)料的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能和(he)(he)(he)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化膜(mo)(mo)穩定(ding)性(xing)均為(wei)(wei)最差(cha)，主要(yao)是由于σ相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)析出(chu)所導(dao)致。當固(gu)(gu)溶(rong)溫度達到(dao)(dao)1000℃后，σ相(xiang)(xiang)(xiang)消(xiao)失，雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)只存(cun)在鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)與(yu)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)，消(xiao)除了第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)給材(cai)料耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能帶來(lai)的(de)(de)(de)(de)負面(mian)影響，其耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能和(he)(he)(he)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化膜(mo)(mo)穩定(ding)性(xing)均較(jiao)950℃時(shi)(shi)有(you)明顯提高(gao)(gao)。當溫度為(wei)(wei)1050℃時(shi)(shi)耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能和(he)(he)(he)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化膜(mo)(mo)穩定(ding)性(xing)達到(dao)(dao)最佳，此(ci)時(shi)(shi)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)比例(li)基(ji)本(ben)達到(dao)(dao)1:1.表(biao)5.6為(wei)(wei)各固(gu)(gu)溶(rong)溫度下(xia)2205雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)和(he)(he)(he)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)Cr、Mo、Ni的(de)(de)(de)(de)元素(su)(su)(su)含(han)量(liang)(liang)，由表(biao)可知，奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)Cr、Mo元素(su)(su)(su)含(han)量(liang)(liang)基(ji)本(ben)相(xiang)(xiang)(xiang)同，而鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)Cr元素(su)(su)(su)含(han)量(liang)(liang)和(he)(he)(he)Mo元素(su)(su)(su)含(han)量(liang)(liang)最高(gao)(gao)，即(ji)此(ci)時(shi)(shi)各元素(su)(su)(su)在兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)分布(bu)達到(dao)(dao)最佳狀態。隨著(zhu)溫度的(de)(de)(de)(de)繼續升高(gao)(gao)，自腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)流(liu)和(he)(he)(he)維(wei)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)電(dian)(dian)流(liu)均上升，并與(yu)1200℃時(shi)(shi)達到(dao)(dao)另(ling)外(wai)一個峰(feng)值。由于隨著(zhu)固(gu)(gu)溶(rong)溫度的(de)(de)(de)(de)升高(gao)(gao)，鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)與(yu)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)比例(li)逐漸(jian)偏離(li)1:1,而從表(biao)5.6中(zhong)(zhong)可以看出(chu)此(ci)時(shi)(shi)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)含(han)量(liang)(liang)不(bu)斷增加，奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)含(han)量(liang)(liang)逐漸(jian)降低，鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)Cr和(he)(he)(he)Mo元素(su)(su)(su)含(han)量(liang)(liang)降低，各元素(su)(su)(su)在兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)分布(bu)偏離(li)最佳狀態。因此(ci)，其耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)和(he)(he)(he)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化膜(mo)(mo)穩定(ding)性(xing)均變差(cha)。
2. 交流阻抗(kang)測(ce)試分析(xi)
圖(tu)5.16為不同固溶(rong)溫(wen)度(du)(du)試樣在(zai)0.5mol/L 硫酸溶(rong)液中的(de)(de)(de)電化學(xue)阻抗譜Nyquist 曲(qu)線圖(tu)。從圖(tu)5.16中可知(zhi)，所有(you)固溶(rong)溫(wen)度(du)(du)下試樣的(de)(de)(de)Nyquist 曲(qu)線均由～個較大(da)的(de)(de)(de)半(ban)圓(yuan)弧構成。比較半(ban)圓(yuan)弧的(de)(de)(de)直徑(jing)可知(zhi)：1050℃>1000℃>1100℃>1150℃>1200℃>950℃.Nyquist曲(qu)線半(ban)圓(yuan)弧的(de)(de)(de)直徑(jing)代表了材(cai)(cai)料(liao)耐(nai)(nai)蝕性(xing)能(neng)，直徑(jing)越(yue)大(da)說明材(cai)(cai)料(liao)耐(nai)(nai)蝕性(xing)能(neng)越(yue)好。因此，材(cai)(cai)料(liao)在(zai)1050℃時耐(nai)(nai)蝕性(xing)能(neng)最(zui)好，950℃時耐(nai)(nai)蝕性(xing)能(neng)最(zui)差，這(zhe)與極化曲(qu)線的(de)(de)(de)結(jie)果相一致。
不同固溶(rong)(rong)(rong)溫(wen)度下2205雙相(xiang)不銹鋼阻抗等效電(dian)(dian)(dian)(dian)路和擬(ni)合數據如圖(tu)5.17和表(biao)(biao)5.7所示(shi)。表(biao)(biao)5.7中Rsol為溶(rong)(rong)(rong)液(ye)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻，Cl為雙電(dian)(dian)(dian)(dian)層(ceng)電(dian)(dian)(dian)(dian)容，Rl為極化(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻。溶(rong)(rong)(rong)液(ye)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻在(zai)2~6Ω/c㎡內(nei)波動(dong)，相(xiang)比較(jiao)極化(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻可(ke)以忽(hu)略不計，說明(ming)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)本身的(de)影響(xiang)很小(xiao)。極化(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻R1隨固溶(rong)(rong)(rong)溫(wen)度的(de)變化(hua)(hua)曲(qu)線(xian)(xian)如圖(tu)5.18所示(shi)。從圖(tu)5.18中可(ke)以看(kan)出，R1在(zai)1050℃達(da)到最大值(zhi)27290Ω/c㎡,在(zai)950℃達(da)到最小(xiao)值(zhi)2579Ω/c㎡,并(bing)且隨著固溶(rong)(rong)(rong)溫(wen)度的(de)升高(gao)先(xian)增大后(hou)減小(xiao)。表(biao)(biao)明(ming)當固溶(rong)(rong)(rong)溫(wen)度達(da)到1050℃時(shi)，雙相(xiang)不銹鋼的(de)鈍化(hua)(hua)膜穩定性和致密程度最佳，與溶(rong)(rong)(rong)液(ye)進(jin)行反應的(de)速度最小(xiao)，反應難度最大。這與極化(hua)(hua)曲(qu)線(xian)(xian)得到的(de)結果相(xiang)致。
