圖為不同溫度固溶處理后的2205雙相不銹鋼鐵素體單一相在3.5%NaCI溶液中的極化曲線。從圖中可以看到,所有極化曲線表現出相似的形狀,表明固溶溫度不會影響雙相不銹鋼在3.5%NaCI溶液的腐蝕行為。極化曲線擬合數據如表5.18所列。


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  表5.18中,Ecorr代表自腐蝕電位,Icorr代表自腐蝕電流。二者隨溫度的變化曲線如圖5.57所示。


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  自腐蝕電位隨固溶溫度的變化規律是先升高后降低;當溫度為1050℃時,Ecorr達到最大值-0.131 V;當溫度為1150℃時,Ecorr達到最小值-0.212V。這說明1050℃時雙相不銹鋼鐵素體單一相在3.5%NaCl溶液中的耐蝕傾向最好,隨著溫度的升高或者降低,鐵素體耐蝕傾向均變差。自腐蝕電流的變化趨勢與自腐蝕電位的變化趨勢相反,當溫度為1050℃時,Icorr達到最小值1.13×10-9A/c㎡;當溫度為1150℃時,icorr達到最大值5.39×10-8A/c㎡.自腐蝕電流的大小決定了材料在溶液中的腐蝕速率,Icorr值越小,材料腐蝕速率越小,材料的耐蝕性能越好。因此,不管從自腐蝕電位還是自腐蝕電流的結果都可以知道2205雙相不銹鋼鐵素體單一相在3.5%NaCl溶液中的耐蝕性能為1050℃最佳,此外溫度提高或者降低其耐蝕性能均變差。其中,固溶溫度為1150℃時,鐵素體單一相的耐蝕性能較低溫時有明顯的降低。由于2205雙相不銹鋼鐵素體相Cr、Mo的元素含量較高,Cr元素對鈍化膜的形成具有促進作用,并且可以提高點蝕電位,從而提高材料的耐蝕性能,Mo元素可以促進鈍化膜的穩定性,這兩種元素均對鐵素體單一相的耐蝕性能有很好的提升。當溫度為1050℃時,鐵素體中Cr元素和Mo元素含量最高,因此其耐蝕性能最佳,隨著固溶溫度的升高,鐵素體中Cr元素和Mo元素含量均下降,并且隨著固溶溫度的升高,鐵素體含量逐漸升高,Cr、Mo元素在單位體積的鐵素體中含量減小,相當于提高固溶溫度會導致Cr、Mo元素的稀釋。因此,當固溶溫度升高時,鐵素體相的耐蝕性能變差。


  圖5.58為2205雙相不銹鋼奧氏體單一相在3.5%NaCl溶液中的極化曲線,從圖中可以看出,隨著固溶溫度的升高,極化曲線整體下移,當固溶溫度較低時,其曲線沒有明顯的平移;當固溶溫度為1150℃時,曲線相對較低,固溶溫度的極化曲線略微右移。極化曲線的擬合數據如表5.19所列,自腐蝕電位及自腐蝕電流隨固溶溫度的變化曲線如圖5.59所示。


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  圖5.59 單一相奧氏體自腐蝕電位和自腐蝕電流隨固溶溫度的變化曲線從表5.19和圖5.59中可知,當固溶溫度為1000℃時,奧氏體單一相的自腐蝕電位Ecorr為0.122V,隨著固溶溫度的升高,自腐蝕電位Ecorr變為1050℃時的0.001V,1100℃時的-0.065V,1150℃時的-0.275V,自腐蝕電位隨著固溶溫度的升高而降低,說明奧氏體單一相在3.5%NaCl溶液中的耐蝕傾向隨固溶溫度的升高而降低。自腐蝕電流在固溶溫度較低時Icorr(1000℃、1050℃、1100℃)相差很小,分別為8.02×10-8A/c㎡,6.82×10-8A/c㎡,8.71×10-8A/c㎡,當固溶溫度達到1150℃后,自腐蝕電流增加至1.39×10-7A/c㎡,因此,當固溶溫度升高后奧氏體單一相的耐蝕性能變差。結合自腐蝕電位和自腐蝕電流的變化規律可知,當固溶溫度較低時,2205雙相不銹鋼奧氏體單一相在3.5% NaCl溶液中的耐蝕性能較好;當固溶溫度較高時,奧氏體單一相的耐蝕性能變差。當固溶溫度升高時,Cr、Mo元素在奧氏體中的含量變化不大,但是作為奧氏體組成元素,Ni元素的含量呈現降低趨勢。Ni元素是奧氏體相穩定元素,可以提高奧氏體相的耐蝕性能,因此,其含量的下降導致奧氏體單一相耐蝕性能變差。


 圖5.60為不同固溶溫度下2205雙相不銹鋼單一相耐蝕性能的對比圖。


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 從圖5.60中可知,不同固溶溫度下兩相在3.5%NaCl溶液中的耐蝕性能具有明顯差異。當固溶溫度為1000℃時,奧氏體單一相自腐蝕電位較鐵素單一相高,說明奧氏體單一相的耐蝕傾向更好,隨著固溶溫度的升高,兩相自腐蝕電位差異變??;當固溶溫度為1150℃時,鐵素體電位略微高于奧氏體電位,此時奧氏體單一相的耐蝕傾向比鐵素體單一相更好。但從自腐蝕電流來看,所有固溶溫度下雙相不銹鋼鐵素體單一相的自腐蝕電流均比奧氏體單一相小,因此,自腐蝕電位只能表征材料的耐蝕傾向,并不能說明材料的實際腐蝕情況,而自腐蝕電流則可表征材料的實際腐蝕情況。因此,在3.5%NaCl溶液中,鐵素體相的自腐蝕電流密度小于奧氏體相的自腐蝕電流密度,鐵素體相的耐蝕性能更好。


  圖5.61為不同固溶溫度下2205雙相不銹鋼在3.5%NaCl溶液中電偶腐蝕的電流一時間曲線。從圖5.61中可以看出,不同固溶溫度下電流均為正值,說明鐵素體相相對于奧氏體相為陰極,這與單一相極化曲線所得到的結論相一致。比較不同固溶溫度下電流大小可知,當固溶溫度較低時,雙相不銹鋼兩相耐蝕性差異較??;當固溶溫度升高時,兩相耐蝕性差異逐漸變大。由單一相極化曲線擬合結果可知,當固溶溫度為1000℃、1050℃、1100℃、1150℃時,兩相自腐蝕電流差值分別為7.58×10-8A/c㎡,6.7×10-8A/c㎡,8.2×10-8A/c㎡,8.51×10-8A/c㎡;當溫度為1050℃時,兩相自腐蝕電流相差最小,隨著固溶溫度的升高,自腐蝕電流差值變大。因此,電偶腐蝕的結果與極化曲線結果是一致的。


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  導致這種現象的原因可能是當固溶溫度較低時,雙相不銹鋼兩相比例接近1:1,各元素(Cr、Mo、Ni)在2205雙相不銹鋼兩相中的分布狀態為最佳,此時,鐵素體相與奧氏體相的耐蝕性能均較好,兩相之間耐蝕差異較小。隨著固溶溫度的升高,兩相比例相差越來越大,各元素在兩相中的分布狀態不如較低固溶溫度時的好,鐵素體相與奧氏體相的耐蝕性能均下降,兩相間的耐蝕差異也變大。