摘要
双相不锈钢由铁素体相和奥氏体相组成，兼具铁素体和奥氏体不锈钢的特性，所以被广泛应用于石油、化工、桥梁等严苛环境中。双相不锈钢在服役过程中虽然表面会形成钝化膜阻碍钢基体与侵蚀性介质进行物质交换，但依然会缓慢发生腐蚀反应，这会对双相不锈钢部件造成严重危害，影响其服役寿命。因此研究双相不锈钢的局部腐蚀及钝化性能，对于指导生产实践、优化工艺参数具有重要意义。 本文采用KEYENCEVHX-5000超景深显微镜、带有能谱的扫描电子显微镜(SEM-EDS)、Thermo-calc计算软件、电子背散射衍射(EBSD)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射仪(XRD)等设备，结合扫描振动电极技术(SVET)、零电阻安培计(ZRA)、开路电位(OCP)测量、动电位极化测试、恒电位极化测试、电化学阻抗谱(EIS)和Mott-Schottky曲线等电化学测试手段对影响双相不锈钢局部腐蚀及钝化性能的因素进行了研究。另外，针对局部腐蚀随机发生、难以察觉的特点，采用数值仿真模型对双相不锈钢的腐蚀电位分布、阴阳极局部电流密度和腐蚀深度进行了研究。本文研究了固溶处理温度和浸泡时间对双相不锈钢微电偶腐蚀的影响，然后研究了固溶处理时间对双相不锈钢及其组成相钝化性能的影响，最后采用冷轧退火细化双相不锈钢的晶粒尺寸改善其耐局部腐蚀及钝化性能，并探究了晶粒细化对双相不锈钢局部腐蚀及钝化性能的影响机理。主要研究成果如下: (1)随着固溶处理温度升高，双相不锈钢的耐微电偶腐蚀性能呈先升高后降低的趋势，并且在固溶处理温度为1100℃时，双相不锈钢的耐电偶腐蚀性最佳。双相不锈钢的电偶腐蚀受相比例和组成相化学元素成分的双重影响。 (2)在1MH2SO4+1MNaCl溶液中，随着浸泡时间延长，双相不锈钢微电偶腐蚀深度、阳极的局部电流密度和腐蚀速率逐渐增加。通过数学方法推导出电偶腐蚀深度与时间的函数关系为:h=3.22×[(6.52×10-2t+1)1.85-1] (3)随着固溶处理时间的延长，铁素体和奥氏体相发生了晶粒粗化，且晶界密度及低角度晶界比例下降。双相不锈钢的耐蚀性随着固溶处理时间的延长降低。铁素体相耐蚀性随固溶处理时间延长呈降低趋势。奥氏体相耐蚀性随固溶处理时间的延长呈先升高后降低的趋势。 (4)经过冷轧退火后，双相不锈钢的晶粒尺寸减小，铁素体和奥氏体相的低角度晶界比例降低，但低角度晶界密度升高。经过晶粒细化后铁素体和奥氏体相的耐蚀性均提高，且双相不锈钢的耐蚀性也得到了提升。扫描振动电极技术和数值数值模拟结果显示，细晶双相不锈钢试样组成相的电位差降低，其耐微电偶腐蚀性能增强。
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