1. 動電位極化曲(qu)線分析
圖5.14為不同固溶溫度下2205雙相不銹鋼(gang)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，導致雙相不銹鋼耐蝕性能變差。
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(tu)5.15為不(bu)同(tong)固(gu)溶(rong)溫(wen)度(du)(du)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼在0.5mol/L 硫酸溶(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong)自腐蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)流(liu)和(he)(he)維鈍(dun)電(dian)(dian)流(liu)曲線，從圖(tu)中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)以看出(chu)，自腐蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)流(liu)和(he)(he)維鈍(dun)電(dian)(dian)流(liu)具有相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)趨(qu)勢，隨著(zhu)固(gu)溶(rong)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)增加，2205雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)自腐蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)流(liu)和(he)(he)維鈍(dun)電(dian)(dian)流(liu)均(jun)先下(xia)降后上升(sheng)。當(dang)溫(wen)度(du)(du)為950℃時，材料(liao)的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)和(he)(he)鈍(dun)化膜穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)均(jun)為最(zui)(zui)差，主要是由于σ相(xiang)的(de)(de)(de)(de)析出(chu)所導致。當(dang)固(gu)溶(rong)溫(wen)度(du)(du)達(da)到(dao)1000℃后，σ相(xiang)消(xiao)失，雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)(zhong)(zhong)只存在鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)與(yu)(yu)奧氏體(ti)(ti)(ti)兩(liang)相(xiang)，消(xiao)除了第二相(xiang)給材料(liao)耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)帶來的(de)(de)(de)(de)負(fu)面影(ying)響，其耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)和(he)(he)鈍(dun)化膜穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)均(jun)較950℃時有明(ming)顯(xian)提高(gao)。當(dang)溫(wen)度(du)(du)為1050℃時耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)和(he)(he)鈍(dun)化膜穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)達(da)到(dao)最(zui)(zui)佳(jia)，此時雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼兩(liang)相(xiang)比例(li)基本達(da)到(dao)1:1.表(biao)5.6為各(ge)固(gu)溶(rong)溫(wen)度(du)(du)下(xia)2205雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)和(he)(he)奧氏體(ti)(ti)(ti)Cr、Mo、Ni的(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)含(han)量(liang)(liang)，由表(biao)可(ke)知，奧氏體(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)Cr、Mo元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)含(han)量(liang)(liang)基本相(xiang)同(tong)，而(er)(er)鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)Cr元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)含(han)量(liang)(liang)和(he)(he)Mo元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)含(han)量(liang)(liang)最(zui)(zui)高(gao)，即此時各(ge)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)在兩(liang)相(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)分布達(da)到(dao)最(zui)(zui)佳(jia)狀(zhuang)(zhuang)態。隨著(zhu)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)繼續升(sheng)高(gao)，自腐蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)流(liu)和(he)(he)維鈍(dun)電(dian)(dian)流(liu)均(jun)上升(sheng)，并與(yu)(yu)1200℃時達(da)到(dao)另外一個峰值。由于隨著(zhu)固(gu)溶(rong)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)升(sheng)高(gao)，鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)與(yu)(yu)奧氏體(ti)(ti)(ti)兩(liang)相(xiang)比例(li)逐漸(jian)偏離(li)1:1,而(er)(er)從表(biao)5.6中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)以看出(chu)此時鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)(liang)不(bu)斷增加，奧氏體(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)(liang)逐漸(jian)降低，鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)Cr和(he)(he)Mo元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)含(han)量(liang)(liang)降低，各(ge)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)在兩(liang)相(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)分布偏離(li)最(zui)(zui)佳(jia)狀(zhuang)(zhuang)態。因此，其耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)鈍(dun)化膜穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)均(jun)變差。
2. 交流阻(zu)抗測試分析
圖5.16為不同固溶溫度試樣在0.5mol/L 硫酸溶液中的(de)(de)(de)(de)電化(hua)學(xue)阻抗譜Nyquist 曲(qu)線(xian)圖。從圖5.16中可知，所有固溶溫度下試樣的(de)(de)(de)(de)Nyquist 曲(qu)線(xian)均由～個較大(da)的(de)(de)(de)(de)半(ban)圓(yuan)弧構成。比較半(ban)圓(yuan)弧的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑可知：1050℃>1000℃>1100℃>1150℃>1200℃>950℃.Nyquist曲(qu)線(xian)半(ban)圓(yuan)弧的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑代(dai)表了材(cai)(cai)料耐蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)，直(zhi)徑越(yue)大(da)說(shuo)明材(cai)(cai)料耐蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)越(yue)好(hao)。因此，材(cai)(cai)料在1050℃時耐蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)最好(hao)，950℃時耐蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)最差，這與極化(hua)曲(qu)線(xian)的(de)(de)(de)(de)結果相一(yi)致。
不(bu)(bu)同固(gu)(gu)溶溫(wen)度(du)(du)下(xia)2205雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼阻(zu)抗等效電路和擬合數據如(ru)圖5.17和表5.7所(suo)示。表5.7中(zhong)Rsol為(wei)溶液電阻(zu)，Cl為(wei)雙(shuang)電層電容，Rl為(wei)極(ji)(ji)化(hua)電阻(zu)。溶液電阻(zu)在2~6Ω/c㎡內波(bo)動，相(xiang)(xiang)(xiang)比較極(ji)(ji)化(hua)電阻(zu)可以忽略(lve)不(bu)(bu)計，說明溶液本身的(de)(de)影響很(hen)小(xiao)(xiao)。極(ji)(ji)化(hua)電阻(zu)R1隨固(gu)(gu)溶溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)變化(hua)曲(qu)線如(ru)圖5.18所(suo)示。從(cong)圖5.18中(zhong)可以看出，R1在1050℃達(da)到最(zui)(zui)大值27290Ω/c㎡,在950℃達(da)到最(zui)(zui)小(xiao)(xiao)值2579Ω/c㎡,并且隨著(zhu)固(gu)(gu)溶溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)升高先增大后減小(xiao)(xiao)。表明當固(gu)(gu)溶溫(wen)度(du)(du)達(da)到1050℃時(shi)，雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)鈍化(hua)膜穩定性和致密程度(du)(du)最(zui)(zui)佳，與(yu)溶液進(jin)行(xing)反(fan)應(ying)的(de)(de)速度(du)(du)最(zui)(zui)小(xiao)(xiao)，反(fan)應(ying)難度(du)(du)最(zui)(zui)大。這與(yu)極(ji)(ji)化(hua)曲(qu)線得到的(de)(de)結果相(xiang)(xiang)(xiang)致。
