1. 動電位極化曲線分析
圖5.14為不同固溶溫度下2205雙相不銹鋼在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(xiang)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5.15為(wei)不(bu)(bu)同(tong)固(gu)溶(rong)溫(wen)(wen)度雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)在(zai)(zai)0.5mol/L 硫酸溶(rong)液中(zhong)(zhong)自(zi)(zi)腐蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)和(he)(he)維鈍(dun)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)曲線，從(cong)(cong)圖中(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)看(kan)出，自(zi)(zi)腐蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)和(he)(he)維鈍(dun)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)具有相(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)趨勢(shi)，隨(sui)著固(gu)溶(rong)溫(wen)(wen)度的(de)(de)(de)增(zeng)加，2205雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)自(zi)(zi)腐蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)和(he)(he)維鈍(dun)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)均(jun)先下(xia)降后上升(sheng)(sheng)。當溫(wen)(wen)度為(wei)950℃時(shi)，材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性能和(he)(he)鈍(dun)化膜穩(wen)(wen)定性均(jun)為(wei)最差(cha)，主要是由于σ相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出所導致。當固(gu)溶(rong)溫(wen)(wen)度達(da)到(dao)1000℃后，σ相(xiang)(xiang)(xiang)消(xiao)失(shi)，雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong)(zhong)只(zhi)存在(zai)(zai)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)與(yu)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)兩相(xiang)(xiang)(xiang)，消(xiao)除了第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)給材(cai)料(liao)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性能帶來的(de)(de)(de)負面(mian)影(ying)響，其耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性能和(he)(he)鈍(dun)化膜穩(wen)(wen)定性均(jun)較950℃時(shi)有明(ming)顯提高。當溫(wen)(wen)度為(wei)1050℃時(shi)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性能和(he)(he)鈍(dun)化膜穩(wen)(wen)定性達(da)到(dao)最佳(jia)(jia)，此時(shi)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)兩相(xiang)(xiang)(xiang)比例(li)(li)基本達(da)到(dao)1:1.表5.6為(wei)各固(gu)溶(rong)溫(wen)(wen)度下(xia)2205雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和(he)(he)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)Cr、Mo、Ni的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)(su)含(han)量(liang)，由表可(ke)知，奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)Cr、Mo元(yuan)素(su)(su)含(han)量(liang)基本相(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)，而鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)Cr元(yuan)素(su)(su)含(han)量(liang)和(he)(he)Mo元(yuan)素(su)(su)含(han)量(liang)最高，即此時(shi)各元(yuan)素(su)(su)在(zai)(zai)兩相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)分布達(da)到(dao)最佳(jia)(jia)狀(zhuang)態。隨(sui)著溫(wen)(wen)度的(de)(de)(de)繼續升(sheng)(sheng)高，自(zi)(zi)腐蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)和(he)(he)維鈍(dun)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)均(jun)上升(sheng)(sheng)，并與(yu)1200℃時(shi)達(da)到(dao)另外(wai)一個(ge)峰值。由于隨(sui)著固(gu)溶(rong)溫(wen)(wen)度的(de)(de)(de)升(sheng)(sheng)高，鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)與(yu)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)兩相(xiang)(xiang)(xiang)比例(li)(li)逐漸偏離(li)1:1,而從(cong)(cong)表5.6中(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)看(kan)出此時(shi)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)不(bu)(bu)斷(duan)增(zeng)加，奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)逐漸降低，鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)Cr和(he)(he)Mo元(yuan)素(su)(su)含(han)量(liang)降低，各元(yuan)素(su)(su)在(zai)(zai)兩相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)分布偏離(li)最佳(jia)(jia)狀(zhuang)態。因(yin)此，其耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性和(he)(he)鈍(dun)化膜穩(wen)(wen)定性均(jun)變差(cha)。
2. 交流阻抗(kang)測(ce)試分(fen)析(xi)
圖(tu)5.16為(wei)不同固(gu)溶溫度(du)試樣(yang)在0.5mol/L 硫酸溶液中的電化學阻抗譜(pu)Nyquist 曲(qu)(qu)線(xian)圖(tu)。從圖(tu)5.16中可(ke)知，所有(you)固(gu)溶溫度(du)下試樣(yang)的Nyquist 曲(qu)(qu)線(xian)均由～個(ge)較大的半(ban)圓弧構(gou)成。比較半(ban)圓弧的直徑可(ke)知：1050℃>1000℃>1100℃>1150℃>1200℃>950℃.Nyquist曲(qu)(qu)線(xian)半(ban)圓弧的直徑代(dai)表了材料(liao)耐(nai)(nai)蝕性能(neng)(neng)，直徑越大說(shuo)明(ming)材料(liao)耐(nai)(nai)蝕性能(neng)(neng)越好。因此(ci)，材料(liao)在1050℃時耐(nai)(nai)蝕性能(neng)(neng)最好，950℃時耐(nai)(nai)蝕性能(neng)(neng)最差，這與極化曲(qu)(qu)線(xian)的結果相一致(zhi)。
不同固(gu)溶(rong)溫(wen)(wen)度下2205雙(shuang)相不銹鋼(gang)阻(zu)(zu)抗等效電(dian)(dian)路和擬合(he)數據如(ru)圖5.17和表5.7所示。表5.7中Rsol為溶(rong)液電(dian)(dian)阻(zu)(zu)，Cl為雙(shuang)電(dian)(dian)層電(dian)(dian)容，Rl為極化電(dian)(dian)阻(zu)(zu)。溶(rong)液電(dian)(dian)阻(zu)(zu)在2~6Ω/c㎡內波動(dong)，相比較極化電(dian)(dian)阻(zu)(zu)可(ke)以忽(hu)略(lve)不計，說明溶(rong)液本(ben)身(shen)的(de)影響很小(xiao)。極化電(dian)(dian)阻(zu)(zu)R1隨(sui)固(gu)溶(rong)溫(wen)(wen)度的(de)變化曲線如(ru)圖5.18所示。從(cong)圖5.18中可(ke)以看(kan)出，R1在1050℃達(da)到(dao)最(zui)大值27290Ω/c㎡,在950℃達(da)到(dao)最(zui)小(xiao)值2579Ω/c㎡,并且隨(sui)著固(gu)溶(rong)溫(wen)(wen)度的(de)升高先增大后減小(xiao)。表明當(dang)固(gu)溶(rong)溫(wen)(wen)度達(da)到(dao)1050℃時，雙(shuang)相不銹鋼(gang)的(de)鈍化膜穩定性和致密(mi)程度最(zui)佳，與溶(rong)液進(jin)行反(fan)應的(de)速度最(zui)小(xiao)，反(fan)應難度最(zui)大。這與極化曲線得到(dao)的(de)結果相致。
