雙相不銹鋼(gang)的性能，尤其是(shi)耐(nai)高清下載香蕉視頻app蘋果:應力腐蝕破裂的性(xing)能與其鐵素體和奧(ao)氏體相的比(bi)例有著(zhu)密切的關系，因此測(ce)量鐵素體的含量是高清下載香蕉視頻app蘋果:雙相不銹鋼研制和生產(chan)中不可缺(que)少(shao)的工(gong)作。金相測(ce)定法(fa)是測(ce)定鐵素體(ti)含量的一(yi)種常(chang)用方法(fa)，因此準確(que)顯(xian)示雙相不銹鋼的顯(xian)微組織是精確(que)測(ce)定鐵素體(ti)含量的前(qian)提。
1. 雙相不銹(xiu)鋼的常規侵(qin)蝕(shi)方(fang)法(fa)
雙相不銹(xiu)鋼(gang)最常用的顯微組織顯現方法是根據GB/T 6401-1986《鐵素體奧氏體型雙相不銹鋼中α-相面積含量金相測定法》里推薦的。第一種是熱的（60~90℃)或煮沸的堿性鐵氰化鉀溶液（10~15g鐵氰化鉀＋10~30g氫氧化鉀或7~20g氫氧化鈉＋100mL水），需要浸泡數分鐘。其腐蝕形貌如圖2.1所示。這種方法存在著侵蝕時間長，每次使用需要新配制溶液，需要加熱，有時在應用圖像分析系統測定相含量時對比度不夠大等缺點。第二種為氯化鐵鹽酸乙醇水溶液（5g氯化鐵＋100ml,液鹽酸＋100ml,乙醇＋100ml,水），試樣先在室溫侵蝕，而后需要加熱至500~600℃,待侵蝕面變黃停止。這種方法需要加熱溫度太高，具體操作煩瑣，可行性不強。
采用(yong)(yong)(yong)偏(pian)重(zhong)亞(ya)硫酸(suan)鉀(jia)、氯化銅、鹽酸(suan)水溶液可(ke)以(yi)將(jiang)鐵(tie)素體(ti)染(ran)成紅棕色(se)或藍(lan)色(se)，而奧氏體(ti)則為白亮色(se)。這種方法具(ju)有制(zhi)樣(yang)(yang)(yang)不需加熱(re)、侵(qin)蝕(shi)時間短、容(rong)易(yi)(yi)掌握、操作(zuo)簡(jian)便(bian)且(qie)相(xiang)邊界(jie)清晰、色(se)彩鮮艷、對比度大、易(yi)(yi)于分析不同相(xiang)等優(you)點。通常鐵(tie)索體(ti)奧氏體(ti)型雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)形成陽極電化學(xue)沉積膜(mo)的(de)(de)(de)一個合適(shi)的(de)(de)(de)成分配(pei)(pei)比為：偏(pian)重(zhong)亞(ya)硫酸(suan)鉀(jia)（1g)+鹽酸(suan)（20mL)+氯化銅（0.2~0.5g)+水（100mL).由于試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)成分的(de)(de)(de)差異及氣溫(wen)的(de)(de)(de)變化，陽極沉積膜(mo)的(de)(de)(de)生(sheng)成速度會發生(sheng)變化，實際工作(zuo)中可(ke)以(yi)適(shi)當調(diao)整(zheng)(zheng)溶液配(pei)(pei)比來控(kong)制(zhi)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)陽極成膜(mo)的(de)(de)(de)速度，以(yi)達到理想(xiang)的(de)(de)(de)浸染(ran)效果。試(shi)(shi)(shi)劑的(de)(de)(de)配(pei)(pei)制(zhi)最好在室(shi)溫(wen)下，將(jiang)20mL鹽酸(suan)加入(ru)(ru)100mL水中，再(zai)加入(ru)(ru)1g偏(pian)重(zhong)亞(ya)硫酸(suan)鉀(jia)，用(yong)(yong)(yong)玻璃(li)棒攪拌直(zhi)至(zhi)完全溶解，再(zai)加入(ru)(ru)氯化銅，溶解后(hou)放置片刻便(bian)可(ke)使(shi)用(yong)(yong)(yong)。試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)磨制(zhi)和(he)拋光(guang)與通常制(zhi)備金相(xiang)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)方法基(ji)本相(xiang)同，只(zhi)是(shi)注意在侵(qin)蝕(shi)前(qian)要把試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)表(biao)面的(de)(de)(de)油污(wu)等雜質清除干(gan)(gan)凈，去掉制(zhi)樣(yang)(yang)(yang)過(guo)程中使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)金屬夾持器。試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)在室(shi)溫(wen)下侵(qin)蝕(shi)15~30s即可(ke)。由于試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)化學(xue)成分的(de)(de)(de)差異和(he)環境溫(wen)度的(de)(de)(de)變化，需要適(shi)當調(diao)整(zheng)(zheng)試(shi)(shi)(shi)劑的(de)(de)(de)濃度和(he)侵(qin)蝕(shi)時間，以(yi)侵(qin)蝕(shi)的(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)肉眼觀察其表(biao)面呈(cheng)現橙黃色(se)即可(ke)。然(ran)后(hou)用(yong)(yong)(yong)自來水沖洗干(gan)(gan)凈，用(yong)(yong)(yong)濾紙吸干(gan)(gan)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)表(biao)面的(de)(de)(de)水膜(mo)，再(zai)用(yong)(yong)(yong)電吹(chui)風將(jiang)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)吹(chui)干(gan)(gan)。具(ju)體(ti)腐蝕(shi)形貌如圖2.2所示。
這種方法的原理如下：鐵素體和奧氏體可以形成一個電化學的雙電極體系，鐵素體和奧氏體兩相相當于兩個不同的單電極，將這樣一個具有雙電極的金相試樣浸入偏重亞硫酸鉀、氯化銅、鹽酸水溶液中，鐵素體、奧氏體兩個電極將建立相應的穩定電位Eγ和Eα,Eγ>Eα(α為陽極相，γ為陰極相）。對于奧氏體電極而言，相當于附加了一個較負的外電勢，而對于鐵素體電極則相當于附加了一個較正的外電勢。附加外電勢的存在，導致了鐵素體、奧氏體電極體系中產生附加的外電流。而這種方法的缺點是在侵蝕的過程中會產生有害物質SO2、H2S,因此需要格外注意通風條件。進一步實驗發現，氯化銅試劑可以省去，將配方改為偏重亞硫酸鉀（1g)+鹽酸（15mL)+水（100mL)依然可以得到較為清晰的雙相不銹鋼腐蝕形貌。如圖2.3所示。
2. 雙相不銹鋼(gang)的電化學侵蝕方法(fa)
電(dian)化(hua)(hua)學(xue)極(ji)化(hua)(hua)的(de)方法(fa)是根據(ju)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)實驗溶液(ye)(ye)中腐(fu)蝕(shi)速率的(de)差別(bie)，將(jiang)(jiang)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼兩相(xiang)(xiang)進行(xing)區分的(de)一種手(shou)段(duan)，相(xiang)(xiang)對于(yu)常(chang)規侵(qin)蝕(shi)的(de)方法(fa)，電(dian)化(hua)(hua)學(xue)侵(qin)蝕(shi)具有腐(fu)蝕(shi)均勻、侵(qin)蝕(shi)所(suo)(suo)需時間短、腐(fu)蝕(shi)形貌(mao)清晰明了等特點。實驗步驟如下：首先(xian)，將(jiang)(jiang)試樣(yang)背面(mian)與(yu)導線(xian)相(xiang)(xiang)連(lian)，并(bing)用(yong)(yong)環氧樹脂將(jiang)(jiang)試樣(yang)封樣(yang)，只留(liu)帶(dai)侵(qin)蝕(shi)面(mian)；其次，配置(zhi)2mol/L的(de)氫氧化(hua)(hua)鈉溶液(ye)(ye)；再(zai)次，將(jiang)(jiang)試樣(yang)、參(can)(can)比電(dian)極(ji)（飽和(he)甘汞電(dian)極(ji)）、輔(fu)助電(dian)極(ji)（鉑電(dian)極(ji)）分別(bie)與(yu)電(dian)化(hua)(hua)學(xue)工作(zuo)站的(de)工作(zuo)接(jie)線(xian)、參(can)(can)比電(dian)極(ji)接(jie)線(xian)、輔(fu)助電(dian)極(ji)接(jie)線(xian)相(xiang)(xiang)連(lian)，并(bing)置(zhi)于(yu)配置(zhi)好的(de)氫氧化(hua)(hua)鈉溶液(ye)(ye)中，采用(yong)(yong)恒(heng)電(dian)位極(ji)化(hua)(hua)的(de)方法(fa)，選(xuan)擇＋2V(相(xiang)(xiang)對于(yu)參(can)(can)比電(dian)極(ji)）的(de)電(dian)位，極(ji)化(hua)(hua)10~20s;最后(hou)，將(jiang)(jiang)試樣(yang)拿出后(hou)清洗吹干用(yong)(yong)于(yu)觀察。其腐(fu)蝕(shi)形貌(mao)如圖2.4所(suo)(suo)示。其缺點是預先(xian)的(de)制樣(yang)過程所(suo)(suo)需時間較長(chang)，較為煩瑣。
3. 雙相不銹(xiu)鋼的優先腐蝕行為
2205雙相不銹鋼由鐵素體相和奧氏體相兩相組成，兼具鐵素體不銹鋼的強度和奧氏體不銹鋼的韌性，具有優良且獨特的力學性能，并且耐氯離子腐蝕，是一種優質的很有發展空間的鋼材。然而也正是由于2205雙相不銹鋼的特殊結構，導致其在具備以上優良性能的同時，由于鐵素體相與奧氏體相不同的晶體結構和化學組成，導致兩相耐蝕性能存在差異。這種特殊的差異性會導致兩相中的一相發生優先腐蝕，成為腐蝕脆弱區，導致雙相不銹鋼開裂破壞。因此，研究雙相不銹鋼的優先腐蝕行為以及單一相的耐蝕性能具有十分重要的意義。
在此之前，已經有少量對雙相不銹鋼優先腐蝕行為的研究，主要是通過改變腐蝕介質的種類以及腐蝕介質的濃度來控制雙相不銹鋼兩相的腐蝕速率。根據優先腐蝕相的不同，可分為三類：鐵素體相優先腐蝕、奧氏體相優先腐蝕、兩相均勻腐蝕。本書主要研究不同固溶溫度（1000℃、1050℃、1100℃、1150℃)下2205雙相不銹鋼在1.5mol/L HNO3+2mol/L NaCl溶液（硝酸體系）與2mol/L H2SO4+0.5mol/L HCl(硫酸體系）溶液中的優選腐蝕及耐蝕性能，并在此基礎上在兩種腐蝕介質中分別制備具有鐵素體單－相和奧氏體單－相的2205雙相不銹鋼，研究其單一相的耐蝕性能及滲氫行為，進而更好地了解微觀組織對2205雙相不銹鋼的腐蝕行為和氫脆敏感性的影響。
a. 雙相不銹(xiu)鋼在硝(xiao)酸體系中的侵蝕(shi)
圖2.5為不同固溶溫(wen)度下(xia)2205雙相不銹(xiu)鋼(gang)在硝酸體(ti)系中的(de)(de)極化(hua)(hua)(hua)(hua)曲線(xian)，由(you)(you)于(yu)硝酸是強氧化(hua)(hua)(hua)(hua)性酸，因此(ci)，在硝酸體(ti)系中存在明顯(xian)的(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)現象。2205雙相不銹(xiu)鋼(gang)在硝酸體(ti)系中的(de)(de)極化(hua)(hua)(hua)(hua)曲線(xian)由(you)(you)陰極區(qu)、活化(hua)(hua)(hua)(hua)區(qu)、鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)渡區(qu)、鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)區(qu)、過(guo)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)區(qu)五個部分組成。不同熱處理溫(wen)度下(xia)的(de)(de)極化(hua)(hua)(hua)(hua)曲線(xian)表現出相似的(de)(de)形狀，其鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)區(qu)的(de)(de)寬度相差不多，自腐蝕電位和自腐蝕電流(liu)的(de)(de)大小比(bi)較接(jie)近，均為一(yi)個數(shu)量級。其具體(ti)擬合值如(ru)表2.1所列。
表2.1中：Ecorr表示自腐蝕電位；Icorr表示自腐蝕電流；Etp表示過鈍化電位；Ip表示維鈍電流；Epp表示致鈍電位。比較各固溶溫度試樣的自腐蝕電位，數值相差不多，自腐蝕電位用來表征材料的耐蝕傾向，而自腐蝕電流則可反應材料的腐蝕速率。比較各固溶溫度下試樣的自腐蝕電流，均為同一數量級，自腐蝕電流隨著固溶溫度的升高先降低后升高，在1050℃時達到最小值1.5×10-4A/c㎡,因此，當固溶溫度為1050℃時，試樣在硝酸體系中的耐蝕性能最好，固溶溫度升高或者降低均會導致耐蝕性能略微變差。比較各固溶溫度下試樣的鈍化區間可知，各固溶溫度下試樣在硝酸體系中的鈍化區間相差很小。維鈍電流的大小則可反映出材料表面鈍化膜的穩定性，維鈍電流越小，表明鈍化膜性能越好，從表2.1中可以看出，隨著固溶溫度的升高，維鈍電流先降低后升高，在1050℃時達到最小值1.5×10-4A/c㎡,因此，當固溶溫度為1050℃時，試樣表面的鈍化膜最穩定，固溶溫度升高或者降低均會導致鈍化膜性能略微變差。綜上所述，當固溶溫度為1050℃時，2205雙相不銹鋼在硝酸體系中的耐蝕性能和鈍化膜穩定性能均為最佳，隨著固溶溫度的升高或者降低，其耐蝕性能和鈍化膜穩定性都會略微變差。
結合(he)圖(tu)2.5和表2.1可知，所有固溶(rong)溫(wen)度下(xia)的(de)試(shi)樣在硝(xiao)酸(suan)體(ti)(ti)系(xi)中(zhong)的(de)活化鈍化峰(feng)只有一個(ge)，這個(ge)峰(feng)值(zhi)對應(ying)的(de)電(dian)位就是致鈍電(dian)位。其數值(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)差(cha)很小，在-0.27V附近(jin)，在此電(dian)位下(xia)，奧(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)差(cha)最大。圖(tu)2.6為(wei)2205雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼在恒電(dian)位-0.27V極化后的(de)能(neng)譜圖(tu)，鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)中(zhong)Cr元素(su)(su)和Mo元素(su)(su)含(han)量(liang)高，奧(ao)氏體(ti)(ti)中(zhong)Ni元素(su)(su)含(han)量(liang)高，由(you)圖(tu)中(zhong)可以看出(chu)，突出(chu)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)Cr和Mo含(han)量(liang)高于凹(ao)陷相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，而Ni元素(su)(su)含(han)量(liang)低(di)于凹(ao)陷相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，因此，突出(chu)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)為(wei)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，凹(ao)陷相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)為(wei)奧(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，奧(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速率較鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)高，奧(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)優先腐(fu)蝕(shi)(shi)。
b. 雙相不銹鋼在硫(liu)酸體系中的侵蝕
圖2.7為不(bu)同(tong)固溶溫度(du)下(xia)(xia)2205雙相不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)(zai)硫酸(suan)系(xi)中的(de)(de)極(ji)(ji)化(hua)(hua)曲(qu)線，由于硫酸(suan)同(tong)硝(xiao)酸(suan)一樣也是強氧化(hua)(hua)性酸(suan)，因此，在(zai)(zai)硫酸(suan)體(ti)系(xi)中同(tong)樣存在(zai)(zai)明顯的(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)現象。2205雙相不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)(zai)硫酸(suan)體(ti)系(xi)中的(de)(de)極(ji)(ji)化(hua)(hua)曲(qu)線由陰極(ji)(ji)區、活化(hua)(hua)區、鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)過渡區、鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)區、過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)區五(wu)個部(bu)分組成(cheng)。不(bu)同(tong)固溶溫度(du)下(xia)(xia)的(de)(de)極(ji)(ji)化(hua)(hua)曲(qu)線表現出相似的(de)(de)形狀(zhuang)，其鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)區的(de)(de)寬(kuan)度(du)相差(cha)很小，自腐蝕(shi)電(dian)位和自腐蝕(shi)電(dian)流(liu)的(de)(de)大(da)小比較接近(jin)，均為一個數量級。其具體(ti)擬合值如表2.2所列。
表2.2中：Ecorr表示自腐蝕電位；Icorr表示自腐蝕電流；Ep表示過鈍化電位；Ip表示維鈍電流；Epp表致鈍電位。比較各固溶溫度試樣的自腐蝕電位，1150℃時自腐蝕電位最高，而自腐蝕電位只是用來表征材料的耐蝕傾向，而自腐蝕電流則可反應材料的實際腐蝕速率。比較各固溶溫度下試樣的自腐蝕電流，均為同一數量級，自腐蝕電流隨著固溶溫度的升高先降低后升高，在1050℃時達到最小值2.38×10-5A/c㎡,因此，當固溶溫度為．1050℃時，試樣在硫酸體系中的耐蝕性能最好，固溶溫度升高或者降低均會導致耐蝕性能略微變差。比較各固溶溫度下試樣的鈍化區間可知，各固溶溫度下試樣在硫酸體系中的鈍化區間相差很小。維鈍電流的大小則可反映出材料表面鈍化膜的穩定性，維鈍電流越小，表明鈍化膜性能越好，從表中可以看出，當固溶溫度較低時，維鈍電流較小，1000℃與1050℃時的維鈍電流同時達到最小值1.3×10-4A/c㎡,隨著固溶溫度的升高，維鈍電流升高，1150℃時維鈍電流達到最大值2.1×10-4A/c㎡.因此，當固溶溫度為1000℃和1050℃時，試樣表面的鈍化膜最穩定，固溶溫度升高會導致鈍化膜性能略微變差。綜上所述，當固溶溫度為1050℃時，2205雙相不銹鋼在硝酸體系中的耐蝕性能和鈍化膜穩定性能均為最佳，這與硝酸體系的結果是一致的。
結合圖2.7和表2.2可知，與硝酸體系不同，所有固溶溫度下的試樣在硫酸體系中的活化鈍化峰均有兩個（Epp1、Epp2)，不同固溶溫度試樣的峰值對應的電位相差很小，分別在－0.305V和－0.26V附近，這兩個峰對應的電位均為鐵素體相與奧氏體相腐蝕速率差值最大的電位。
圖2.8為(wei)(wei)2205雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼在恒(heng)電位-0.305V下極化后的能譜圖 從圖中可以看出，突出相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中鉻元素(su)和鉬元素(su)含量較凹(ao)陷(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)低，而(er)鎳元素(su)含量較凹(ao)陷(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)高，因此，突出相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)為(wei)(wei)奧氏(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，凹(ao)陷(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)為(wei)(wei)鐵素(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，在此電位下，鐵素(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)腐蝕速率較奧氏(shi)體(ti)快，鐵素(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)優先腐蝕。
圖2.9為2205雙相(xiang)(xiang)不銹鋼在(zai)恒電(dian)(dian)(dian)位-0.26V下極化(hua)后的能譜圖，突(tu)出相(xiang)(xiang)中鉻(ge)元(yuan)素和鉬元(yuan)素含(han)量(liang)(liang)較凹陷相(xiang)(xiang)高，鎳元(yuan)素含(han)量(liang)(liang)較凹陷相(xiang)(xiang)低(di)(di)，因此(ci)(ci)，突(tu)出相(xiang)(xiang)為鐵(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)，凹陷相(xiang)(xiang)為奧(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)，在(zai)此(ci)(ci)電(dian)(dian)(dian)位下奧(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)腐(fu)蝕(shi)速(su)率較鐵(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)快，奧(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)發(fa)(fa)生優(you)先(xian)腐(fu)蝕(shi)。綜上所(suo)述，在(zai)硫酸體(ti)系中，對應(ying)電(dian)(dian)(dian)位值較高的活(huo)化(hua)鈍化(hua)峰(feng)為奧(ao)氏體(ti)峰(feng)，此(ci)(ci)時奧(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)發(fa)(fa)生優(you)先(xian)腐(fu)蝕(shi)，而對應(ying)電(dian)(dian)(dian)位值較低(di)(di)的活(huo)化(hua)鈍化(hua)峰(feng)為鐵(tie)(tie)素體(ti)峰(feng)，此(ci)(ci)時鐵(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)發(fa)(fa)生優(you)先(xian)腐(fu)蝕(shi)。
