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(jing)間腐(fu)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. 雙相不銹鋼的晶間腐蝕(shi)


  奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)-鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼比(bi)碳(tan)含(han)(han)量(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)當(dang)(dang)的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)敏感性低的(de)(de)(de)原因,同存在(zai)一定數(shu)量(liang)的(de)(de)(de)最(zui)好(hao)是均勻彌(mi)散分布的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)有(you)(you)關。一般來說(shuo),奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)形成(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)(su)(su),如(ru)碳(tan)等(deng)多富集于y相(xiang)(xiang)(xiang)中;而(er)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)形成(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)(su)(su),如(ru)鉻(ge)、鉬等(deng)則富集于α相(xiang)(xiang)(xiang)中。當(dang)(dang)敏化加熱(re)時,富鉻(ge)碳(tan)化物(wu)(wu)最(zui)易于在(zai)兩相(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)面α相(xiang)(xiang)(xiang)一側形核,從而(er)大(da)大(da)減少(shao)了(le)沿奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)晶(jing)(jing)(jing)粒之間界(jie)碳(tan)化物(wu)(wu)的(de)(de)(de)析(xi)出(不(bu)僅(jin)形成(cheng)(cheng)速度慢且因數(shu)量(liang)很少(shao),難以(yi)構成(cheng)(cheng)連續(xu)網(wang)狀(zhuang))。鉻(ge)在(zai)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)中不(bu)僅(jin)因富集含(han)(han)量(liang)高(gao)(gao),而(er)且擴散速度比(bi)在(zai)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)中快得多,均不(bu)易產生(sheng)貧鉻(ge)或(huo)有(you)(you)利(li)于迅速補充而(er)消(xiao)除易遭受腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)貧鉻(ge)區。當(dang)(dang)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)量(liang)不(bu)大(da)時,α相(xiang)(xiang)(xiang)以(yi)孤島狀(zhuang)被奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)晶(jing)(jing)(jing)粒所包圍。即使被腐(fu)蝕(shi)(shi)也因相(xiang)(xiang)(xiang)互未能連接成(cheng)(cheng)網(wang)絡不(bu)致造成(cheng)(cheng)更(geng)(geng)大(da)的(de)(de)(de)危險。隨(sui)著彌(mi)散鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)量(liang)的(de)(de)(de)增加,晶(jing)(jing)(jing)界(jie)總面積提高(gao)(gao)(相(xiang)(xiang)(xiang)對降低了(le)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)碳(tan)化物(wu)(wu)析(xi)出濃度)和(he)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)及其(qi)內側能夠吸收更(geng)(geng)多的(de)(de)(de)碳(tan)化物(wu)(wu),當(dang)(dang)達到一定的(de)(de)(de)極限(xian)α相(xiang)(xiang)(xiang)含(han)(han)量(liang)以(yi)上時,可以(yi)消(xiao)除晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)傾向。因此,控制適宜的(de)(de)(de)兩相(xiang)(xiang)(xiang)比(bi)例,防止α相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)聚(ju)集長大(da)和(he)采取正確的(de)(de)(de)熱(re)處理是十分重要的(de)(de)(de)。過多的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang),甚至形成(cheng)(cheng)連續(xu)網(wang)絡,或(huo)轉變為(wei)σ相(xiang)(xiang)(xiang)或(huo)x相(xiang)(xiang)(xiang)(取決(jue)于鉬含(han)(han)量(liang))則是十分有(you)(you)害(hai)的(de)(de)(de)。在(zai)強氧化性介質(zhi)中,會(hui)發生(sheng)選擇性晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)。


2. 雙相不銹鋼的應(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(bu)銹(xiu)鋼耐氯化物(wu)應力(li)(li)腐(fu)蝕性能與普(pu)通18-8奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼相(xiang)比,只有在低應力(li)(li)下才顯示出一定的(de)優越性。在高應力(li)(li)作用下則區別不(bu)大或基本相(xiang)同。


  對雙(shuang)相(xiang)不銹鋼耐應力(li)腐蝕特點可以做出以下解釋(shi):


    a. 雙相不(bu)銹鋼(gang)具有比普(pu)通奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)更高的(de)屈服強度(du);


    b. 第二相的(de)存在對裂(lie)(lie)(lie)紋擴展有機(ji)械阻(zu)礙作(zuo)(zuo)用。如裂(lie)(lie)(lie)紋起(qi)源于奧氏(shi)體(ti)基(ji)體(ti),一旦擴展至α相,在低應力(li)作(zuo)(zuo)用下,鐵素體(ti)內難以產生滑(hua)移(yi),裂(lie)(lie)(lie)紋擴展被阻(zu)止,而在高應力(li)作(zuo)(zuo)用下,裂(lie)(lie)(lie)紋容(rong)易貫穿鐵素體(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。