2101双相不锈钢与传统双相不锈钢相比生产成本较低,性价比更高,传统双相不锈钢中的Ni元素由价格更低廉的N和Mn元素替代,在组织上由α相和γ相组成,凭借性能优势应用于海洋和石油化工领域。但是实际应用中,不合理的热处理制度、长时间的高温服役以及焊接热影响区处理不当都会导致生成析出相,严重降低2101双相不锈钢的综合性能。钢中的脆性夹杂物会导致钢在受力过程中应力集中,发展成为裂纹源,并且硫化物夹杂会成为点蚀的形核核心,严重降低钢的耐蚀性。本实验采用稀土 Ce处理2101双相不锈钢,深入探究Ce对于双相不锈钢微观组织性能、力学性能以及耐蚀性能的影响。本实验选用25kg加压感应炉进行熔炼,冶炼三炉不同稀土质量分数的2101双相不锈钢。夹杂物和显微组织分析实验表明,随着稀土 Ce质量分数的提高,夹杂物的整体粒径尺寸变小,单位面积内夹杂物数目减少。Ce具有变质夹杂的作用,在不加入稀土 Ce的钢中,夹杂物的类型主要以Al2O3、MnS以及两者的复合夹杂物为主,Ce的质量分数为0.005%时,钢中的主要夹杂物为CeAlO3,Ce的质量分数增加到0.020%时,钢中夹杂物的类型主要为Ce2O2S、CeS以及极少量的Ce2O3。通过热力学软件Thermo-Calc计算和实验验证得到最佳的固溶制度为1050℃+30min,双相钢固溶后具有较好的组织稳定性且无析出相产生。稀土加入钢中增大了奥氏体相的比例,在加入量为0.005%时两相比例最接近1:1。随着稀土含量增加,改善了两相元素的偏析状况,细化了晶粒,晶粒度级别上升。稀土 Ce的加入抑制了 Cr、N元素在相界处富集,时效热处理后的析出相减少。力学性能的相关实验结果表明,随着Ce质量分数的增加,钢的拉伸性能和冲击性能都有一定程度的提升,钢的硬度表现为先下降后上升的趋势。在拉伸性能方面,随着Ce质量分数增加,钢的屈服强度和抗拉强度增大,断口形貌由韧-脆断裂向韧性断裂转变。在冲击性能方面,固溶态的冲击功较大,时效后,钢的冲击功明显下降,随着稀土Ce质量分数提高,冲击功呈现上升趋势。固溶态冲击断口均为韧性断裂,但是随着Ce质量分数增加,韧窝的数量增加且分布更加均匀,而时效态的冲击断口形貌由脆性解理断裂向韧性断裂转变,但韧窝的外侧较为尖锐。Ce的加入使较软的奥氏体相比例上升,钢的整体硬度下降,时效后有硬质析出相产生,钢的硬度变大。耐蚀性能的相关实验结果表明,随着Ce质量分数的增加,钢的耐蚀性能提高。在三氯化铁的浸泡实验中,添加Ce降低了平均失重率,点蚀坑的最大坑直径和最大坑深度都降低,耐蚀性能增强。电化学实验的研究方法为动电位极化曲线和电化学阻抗谱,实验表明,在中性和酸性溶液中,随着Ce质量分数增加,点蚀电位上升,电化学阻抗谱的容抗弧半径增大,钢的耐蚀性能增强。