1. 動電位極化曲線分析

  2507雙相不銹鋼經(jīng)1000℃、1050℃、1100℃、1150℃及1200℃固溶處理后于30℃在3.5%NaCl溶液中的動電位極化曲線如圖5.3所示。從圖5.3可知各固溶溫度下2507雙相不銹鋼的極化曲線形狀大體相同，都具有明顯的鈍化區(qū)域，且鈍化區(qū)域都較寬。國標(biāo)GB 4334.9-1984規(guī)定陽極極化曲線上與電流密度值為100μA/c㎡相應(yīng)的電位為擊破電位（Eb),擊破電位指金屬材料最先產(chǎn)生點(diǎn)腐蝕的電位，其值越高表明材料產(chǎn)生孔蝕的傾向越低。當(dāng)2507雙相不銹鋼主要化學(xué)成分一定時(shí)，其表面保護(hù)膜的均勻性及穩(wěn)定性跟鋼的兩相組織（α相及γ相）有著密切聯(lián)系，鋼中的α相和γ相分布均勻、相比例接近1:1時(shí)保護(hù)膜比較穩(wěn)定且對鋼的點(diǎn)蝕行為有較好的阻礙作用；當(dāng)鋼中的α相和γ相分布不均勻時(shí)易導(dǎo)致鋼表面保護(hù)膜遭受破壞，降低鋼的抗點(diǎn)蝕性能。經(jīng)過不同固溶溫度處理的DSS2507的擊破電位（Eb)值如表5.1所列。從表5.1可知DSS2507于3.5%NaCl溶液中的擊破電位（Eb)隨著固溶熱處理溫度的上升呈現(xiàn)先變大后減小的走勢，1050℃時(shí)點(diǎn)蝕電位值最高，表明該固溶溫度下2507雙相鋼發(fā)生點(diǎn)蝕的傾向較低。固溶溫度為1000℃時(shí)2507雙相不銹鋼中鐵素體相跟奧氏體相界處有σ相析出，其附近較易形成貧鉻及貧鉬區(qū)域，造成該固溶熱處理溫度下鋼的抗點(diǎn)腐蝕能力較弱；1050℃時(shí)DSS2507中的兩相結(jié)構(gòu)（鐵素體α相及奧氏體y相）分布較均勻，相比例約為1:1,有利于鋼表面鈍化膜的穩(wěn)定，進(jìn)而對點(diǎn)蝕具有較好的抑制作用，表現(xiàn)為點(diǎn)蝕電位Eb值較高；然而隨固溶熱處理溫度繼續(xù)上升，鐵素體α相量增多奧氏體γ相量減少，導(dǎo)致鐵素體形成元素Cr和Mo的濃度減小，而奧氏體形成元素N濃度升高，因此Cr、Mo和N在這兩種組織結(jié)構(gòu)中的分布變得不均勻，由于Cr、Mo和N是鋼的主要耐點(diǎn)蝕元素，因此鋼的耐腐蝕能力降低。具體表現(xiàn)為點(diǎn)蝕電位E,值降低，所以在1050~1200℃溫度范圍內(nèi)2507雙相不銹鋼的點(diǎn)蝕電位降低。此外從表5.1中列出的（Eb-Ecom)值可以看出其值變化趨勢跟點(diǎn)蝕電位（Eb)值的變化趨勢相同，都呈先升高后降低的趨勢。由于（Eb-Ecom)差值表示形核阻力的大小，因此由（Eb-Ecom)差值變化趨勢可知點(diǎn)蝕形核的阻力也是先增大后減小，即隨著固溶溫度的升高鋼的抗點(diǎn)蝕性能呈先增強(qiáng)后減弱的趨勢。此外從表5.1中可以看出，隨固溶熱處理溫度的上升自腐蝕電流密度（Icorr)先降低后增高，1050℃時(shí)自腐蝕電流密度較低為3.5367×10-7A/c㎡.綜上所述，固溶處理溫度為1050℃時(shí)2507雙相不銹鋼有較好的抗腐蝕能力。

  固溶態(tài)為1050℃的2507雙相不銹鋼于3.5%NaCl溶液中動電位極化后的腐蝕形貌如圖5.4所示，圖中深色是鐵素體α相、淺色是奧氏體y相、黑色圓點(diǎn)是點(diǎn)蝕坑。從圖5.4可知點(diǎn)蝕坑主要存在于鐵素體x相上，這說明奧氏體y相比鐵素體α相要穩(wěn)定，有著較優(yōu)的抗點(diǎn)腐蝕性能。奧氏體γ相相比于鐵素體α相有較好的抗點(diǎn)蝕性能的原因在于元素N的作用。元素N是奧氏體形成元素，于奧氏體γ相中的溶解度要比在鐵素體α相中的大，此外N能夠讓Cr和Mo元素從鐵素體α相遷移到奧氏體γ相中，N顯著影響著這兩種元素在奧氏體γ相和鐵素體α相中的分配，兩相中合金元素含量的差值隨N元素含量的增多而降低，所以奧氏體γ相的點(diǎn)蝕電位較鐵素體α相要高，從而蝕坑較先在Eb相對比較低的鐵素體α相中產(chǎn)生。

2. 交流阻抗測試分析

  1000℃、1050℃、1100℃、1150℃及1200℃固溶態(tài)的2507 雙相不銹鋼30℃下于3.5%NaCl溶液中的Nyquist 圖如圖5.5所示，從圖中可以很明顯看出隨固溶熱處理溫度的增高容抗弧半徑先增大后減小，1050℃時(shí)容抗弧半徑最大。通常情況下界面間電荷的遷移促進(jìn)了高頻區(qū)容抗弧的形成，容抗弧與雙電層容抗及金屬材料溶解的綜合作用有關(guān)，并且金屬－溶液界面的電荷轉(zhuǎn)移電阻影響著容抗弧半徑的大小，電荷在金屬－溶液界面轉(zhuǎn)移時(shí)受到的阻力越強(qiáng)意味著容抗弧半徑越大，即意味著金屬的抗蝕性能越優(yōu)。從圖5.5容抗弧半徑的改變趨勢可知，固溶熱處理溫度升高使DSS2507的耐蝕性能首先增強(qiáng)而后減弱，1050℃時(shí)2507雙相不銹鋼的抗腐蝕性能最優(yōu)。不同固溶態(tài)的2507雙相不銹鋼于3.5%NaCl溶液中的等效電路如圖5.6所示，采用的是R(C(R(CR))).Rs指參比電極和工作電極間的溶液電阻；Cd1為雙電層電容；Rct為電荷轉(zhuǎn)移電阻，其值能夠反應(yīng)電荷在電化學(xué)反應(yīng)過程中透過電極以及于電解質(zhì)溶液中兩相界面遷移難易的大小，也能夠反映金屬發(fā)生腐蝕反應(yīng)的快慢，一般情況下Rct值越高意味著電荷遷移過程中所受的阻力越強(qiáng)，即材料的耐腐蝕性能越好；Cf表示鈍化膜電容，Rf表示鈍化膜電阻。采用ZsimpWin軟件對等效電路模擬計(jì)算得到各元件的數(shù)值如表5.2所列。從表中看出雙電層電容（Cdl)及鈍化膜電容（Cr)隨固溶溫度的升高呈先減小后增大的趨勢；電荷轉(zhuǎn)移電阻（Rct)和鈍化膜電阻（Rf)呈先變大后減小的趨勢，即電化學(xué)反應(yīng)阻力隨固溶熱處理溫度的增高先增強(qiáng)后減弱，2507雙相不銹鋼的抗腐蝕性能表現(xiàn)為先增強(qiáng)后減弱。1000℃時(shí)鋼的相界處有σ相析出，σ相硬而脆降低了鋼表面鈍化膜的穩(wěn)定，表現(xiàn)為具有較低的鈍化膜電阻（Rf);1050℃時(shí)鋼中的兩相比例約為1:1,兩相分布較均勻且成分穩(wěn)定有利于鈍化膜的穩(wěn)定，具體表現(xiàn)為鈍化膜電阻（Rf)值較高，表明此刻離子遷移時(shí)所受阻力較大，進(jìn)而2507雙相不銹鋼的抗腐蝕能力最佳；固溶熱處理溫度的進(jìn)一步升高使鋼中的兩相比例失調(diào)，表現(xiàn)為鐵素體相含量大幅升高，奧氏體相含量減小，不利于鋼表面鈍化膜的穩(wěn)定，導(dǎo)致鈍化膜電阻（Rf)減小，實(shí)際表現(xiàn)為鋼的抗蝕性能下降，這與動電位掃描獲得的結(jié)論相同。