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(xiang)不銹鋼的晶間(jian)腐(fu)蝕


  奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)-鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)比(bi)碳(tan)含(han)(han)量相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)當的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕敏感性低的(de)(de)(de)(de)(de)原因(yin)(yin),同(tong)存在(zai)(zai)(zai)一定數(shu)量的(de)(de)(de)(de)(de)最好是均(jun)勻彌散(san)分(fen)布的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)有關。一般來說,奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)形成(cheng)元素(su)(su)(su),如碳(tan)等多富集(ji)于(yu)y相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong);而(er)(er)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)形成(cheng)元素(su)(su)(su),如鉻、鉬等則富集(ji)于(yu)α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)。當敏化(hua)加(jia)熱時,富鉻碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)(wu)最易于(yu)在(zai)(zai)(zai)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)面(mian)α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)一側(ce)形核,從而(er)(er)大大減少了(le)沿奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒之(zhi)間(jian)(jian)界(jie)碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)析出(不(bu)(bu)僅(jin)形成(cheng)速(su)度慢(man)且因(yin)(yin)數(shu)量很(hen)少,難(nan)以構成(cheng)連(lian)(lian)(lian)續(xu)網(wang)(wang)狀)。鉻在(zai)(zai)(zai)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)不(bu)(bu)僅(jin)因(yin)(yin)富集(ji)含(han)(han)量高,而(er)(er)且擴散(san)速(su)度比(bi)在(zai)(zai)(zai)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)快得(de)多,均(jun)不(bu)(bu)易產生(sheng)貧鉻或(huo)有利于(yu)迅(xun)速(su)補充而(er)(er)消除易遭受腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)貧鉻區。當鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)量不(bu)(bu)大時,α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)以孤島狀被奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒所包圍。即使被腐(fu)蝕也因(yin)(yin)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互未能連(lian)(lian)(lian)接(jie)成(cheng)網(wang)(wang)絡不(bu)(bu)致(zhi)造(zao)成(cheng)更(geng)大的(de)(de)(de)(de)(de)危險。隨著(zhu)彌散(san)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)量的(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia),晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)總面(mian)積提高(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)降低了(le)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)(wu)析出濃(nong)度)和鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)及其內側(ce)能夠吸收更(geng)多的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)(wu),當達到一定的(de)(de)(de)(de)(de)極限α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)含(han)(han)量以上時,可以消除晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕傾向(xiang)。因(yin)(yin)此,控制適宜的(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比(bi)例,防止α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)聚集(ji)長大和采(cai)取正確的(de)(de)(de)(de)(de)熱處理是十分(fen)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)。過多的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang),甚至(zhi)形成(cheng)連(lian)(lian)(lian)續(xu)網(wang)(wang)絡,或(huo)轉變為(wei)σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)或(huo)x相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(取決于(yu)鉬含(han)(han)量)則是十分(fen)有害的(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)(zai)強氧化(hua)性介質中(zhong),會(hui)發生(sheng)選擇(ze)性晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕。


2. 雙相不銹鋼(gang)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。


  雙相不銹鋼耐氯化(hua)物(wu)應力(li)腐蝕性能(neng)與普通18-8奧氏體不銹鋼相比,只有在低應力(li)下(xia)才顯示出一定(ding)的優(you)越性。在高應力(li)作用下(xia)則區別不大(da)或基(ji)本相同。


  對雙(shuang)相不銹鋼耐應力腐蝕特點可以做(zuo)出(chu)以下(xia)解(jie)釋:


    a. 雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼具有比普通奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼更高的屈服強度;


    b. 第二相的(de)存在(zai)對裂(lie)紋(wen)擴(kuo)(kuo)展有機械阻(zu)礙作用(yong)。如(ru)裂(lie)紋(wen)起源于奧(ao)氏體(ti)基體(ti),一旦擴(kuo)(kuo)展至(zhi)α相,在(zai)低(di)應(ying)(ying)力作用(yong)下(xia),鐵素(su)體(ti)內難(nan)以產生滑(hua)移,裂(lie)紋(wen)擴(kuo)(kuo)展被阻(zu)止,而(er)在(zai)高應(ying)(ying)力作用(yong)下(xia),裂(lie)紋(wen)容易貫(guan)穿鐵素(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。