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;抗應力腐蝕(shi)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(xiu)鋼的晶間腐蝕(shi)


  奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)-鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼比碳(tan)含(han)量(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)當的(de)(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)敏感性低的(de)(de)原(yuan)因(yin),同存在一定數量(liang)(liang)的(de)(de)最好是(shi)均(jun)勻彌散分布的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)有(you)關(guan)。一般來說,奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)元(yuan)素(su)(su),如碳(tan)等(deng)多(duo)富集(ji)于(yu)(yu)y相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong);而(er)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)元(yuan)素(su)(su),如鉻(ge)、鉬(mu)等(deng)則(ze)富集(ji)于(yu)(yu)α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)。當敏化加熱(re)時,富鉻(ge)碳(tan)化物(wu)最易(yi)于(yu)(yu)在兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)界面α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)一側形(xing)(xing)核,從而(er)大(da)大(da)減少(shao)了(le)沿奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)晶(jing)粒(li)之(zhi)間界碳(tan)化物(wu)的(de)(de)析出(chu)(不(bu)(bu)僅形(xing)(xing)成(cheng)速(su)(su)度(du)慢且因(yin)數量(liang)(liang)很(hen)少(shao),難以構(gou)成(cheng)連(lian)續網(wang)狀(zhuang))。鉻(ge)在鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)不(bu)(bu)僅因(yin)富集(ji)含(han)量(liang)(liang)高,而(er)且擴散速(su)(su)度(du)比在奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)中(zhong)快得多(duo),均(jun)不(bu)(bu)易(yi)產生(sheng)貧鉻(ge)或有(you)利于(yu)(yu)迅(xun)速(su)(su)補充(chong)而(er)消除易(yi)遭受腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)貧鉻(ge)區。當鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)量(liang)(liang)不(bu)(bu)大(da)時,α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)以孤(gu)島狀(zhuang)被奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)晶(jing)粒(li)所包圍。即使(shi)被腐(fu)蝕(shi)也因(yin)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互未能(neng)連(lian)接成(cheng)網(wang)絡(luo)不(bu)(bu)致造成(cheng)更大(da)的(de)(de)危險。隨著(zhu)彌散鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)量(liang)(liang)的(de)(de)增加,晶(jing)界總面積提高(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對降(jiang)低了(le)晶(jing)界碳(tan)化物(wu)析出(chu)濃度(du))和鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)界及其(qi)內側能(neng)夠吸收更多(duo)的(de)(de)碳(tan)化物(wu),當達到(dao)一定的(de)(de)極限α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)含(han)量(liang)(liang)以上時,可以消除晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)傾向。因(yin)此,控(kong)制適宜的(de)(de)兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比例,防止α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)聚集(ji)長(chang)大(da)和采(cai)取正確的(de)(de)熱(re)處理是(shi)十分重要的(de)(de)。過(guo)多(duo)的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang),甚至形(xing)(xing)成(cheng)連(lian)續網(wang)絡(luo),或轉(zhuan)變(bian)為(wei)σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)或x相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(取決于(yu)(yu)鉬(mu)含(han)量(liang)(liang))則(ze)是(shi)十分有(you)害(hai)的(de)(de)。在強氧化性介質中(zhong),會發生(sheng)選(xuan)擇性晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)。


2. 雙相不(bu)銹(xiu)鋼的應力(li)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(shuang)相不銹鋼耐氯化物應力(li)腐蝕性(xing)能與普通18-8奧氏體(ti)不銹鋼相比,只(zhi)有在低應力(li)下才顯(xian)示(shi)出一(yi)定的(de)優越性(xing)。在高應力(li)作用下則區別(bie)不大或基本相同。


  對雙相不銹鋼耐應(ying)力腐蝕特點可以做出以下解釋:


    a. 雙相不銹(xiu)鋼具(ju)有(you)比普通奧氏體不銹(xiu)鋼更(geng)高的(de)屈服強度;


    b. 第二相的存在(zai)對裂(lie)紋(wen)擴展(zhan)有機械阻礙作用(yong)。如裂(lie)紋(wen)起源于奧氏體基體,一(yi)旦(dan)擴展(zhan)至α相,在(zai)低(di)應(ying)力作用(yong)下(xia),鐵(tie)素體內難以產生滑移(yi),裂(lie)紋(wen)擴展(zhan)被(bei)阻止,而在(zai)高(gao)應(ying)力作用(yong)下(xia),裂(lie)紋(wen)容易貫穿鐵(tie)素體相,失(shi)去阻礙效果;


   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。