特超级双相不锈钢S32707合金含量显著高于普通双相不锈钢,具有优异的耐腐蚀性能和力学性能,考虑到中国可持续发展的战略需求,诸如深海油气开采、烟气脱硫、新能源等领域的开发迫在眉睫,而这些恰恰是S32707发挥其优势之所在,是部分昂贵的镍基合金和钛合金的代用材料。由于我国对双相不锈钢研究起步较晚,加上外国的技术封锁,我国对特超级双相不锈钢的研究和应用与外国相比有巨大的差距。研究特超级双相不锈钢制备工艺及组织性能,可为其应用提供理论基础和技术指导。本文以特超级双相不锈钢S32707为研究对象,研究其制备工艺及力学、耐腐蚀性能,并研究添加稀土对S32707性能的影响。得出以下主要结论:采用25kg加压感应炉进行特超级双相不锈钢S32707的冶炼。轧制时,初轧温度为1200℃,终轧温度为1100℃。未加稀土 S32707中典型夹杂物为Al2O3,存在少量的A1203-MnS类复合夹杂物;添加0.03%稀土后夹杂物变细小,数量减少;加入0.06%稀土后夹杂物尺寸增大,数量增多。加入稀土后部分Al2O3变质为Ce2O3、Ce2O2S。该钢的最佳固溶处理制度为1180℃保温1h,此时钢中铁素体含量为49.8%。动电位极化曲线表明S32707具有优异的耐腐蚀性能,添加稀土能改善其耐蚀性能。由腐蚀形貌可以看出,铁素体相的耐蚀性弱于奥氏体相,未添加稀土的S32707点腐蚀坑在夹杂物处优先出现。点腐蚀孕育期研究表明开始时电流密度均随时间延长而急剧减小,这是由于钝化膜生长速度大于溶解速度。随着施加电位的增大,稳定电流密度Iss增大,说明耐腐蚀性能下降。电化学阻抗谱研究表明随着施加电位的升高,S32707的钝化膜电阻、极化阻抗均逐渐减小,钝化膜稳定性变差。添加稀土后,在不同电位下Iss降低,钝化膜电阻、极化电阻增加,说明耐蚀性增强。XPS分析表明空气中形成的钝化膜更厚。酸化海水溶液中形成的钝化膜为双层结构:外层富Cr,内层富Fe。钝化膜中存在难溶性Cr2O3可抑制溶解,钝化膜通过生成致密钼氧化物,可阻碍物质穿过钝化膜,有效降低腐蚀速率;氮通过反应生成NH4+可消耗H+,改善局部腐蚀环境。拉伸试验表明本实验所制备的S32707拉伸性能优于瑞典SANDVIK公司产品标准要求。添加0.03%稀土后S32707拉伸性能提高,但加入0.06%后性能变差。拉伸性能变化主要由夹杂物类型及数量变化引起。低温冲击表明S32707韧脆转变温度约为-44℃,从室温到低温的断口特征变化:浅平韧窝型→类解理+韧窝混合型→类解理刻面→脆性解理刻面。添加适量的稀土可改善冲击韧性。断口形貌表明均为韧性断裂。