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本文以15-5PH和PH13-8Mo钢为研究对像,采用原子断层分析技术(APT),X射线光电子能谱(XPS),极化曲线,交流阻抗谱,Mott-Schottky,FeCl3浸泡并结合慢应变速率拉伸(SSRT),研究了不同时效制度下高强度不锈钢微观结构的演变规律及其对腐蚀的影响,得到以下主要结论:15-5PH钢时效早期Cu原子从基体脱溶形成10nm左右的富Cu相,时效后期的大部分Nb和C原子以前期的富Cu相为核心,以非均匀形核的机制析出长大,并与富Cu相形成复合析出,同时少部分以均匀形核机制形成NbC独立相。Cu和NbC析出有以下三种路径:"过饱和固溶体→富Cu团簇→富Cu相","过饱和固溶体→富C团簇→NbC相",过饱和固溶体→富Cu团簇→Cu相+Nb-C团簇→富Cu相+NbC相。PH13-8Mo钢在550℃时效1h后主要形成B2结构的富Ni-Al纳米相,尺寸为4nm,时效时间延长到24h,纳米相逐渐演变成具有B2结构的NiAlCoCu多元析出相,尺寸为10nm。第一性原理计算表明:(Ni58Co3Fe3)(Al3Cu1Co1Fe59)配置结构具有最低的形成能,同时与马氏体基体错配度最小,降低了析出相与基体的畸变能,可以抑制NiAlCoCu相在过时效状态下的粗化。15-5PH钢不同时效状态试样钝化膜主要成分为Fe304,Fe203,FeOOH,FeO及Cr2O3,CrOOH,CrO3等。在500℃时效5min试样中,钝化膜表面含Cu02,CuO和Cu2O。未加电位下成膜,钝化膜均呈n型半导体性质,载流子密度符合:ND(500℃-5min)<ND(500℃-15min)<ND(500℃-24h),扩散系数符合:D0(5min)<D0(15min)<D0(24h)。在恒电位下成膜,载流子密度随外加电位呈指数递减。成膜电位对扩散系数符合如下关系:D0(0.0V)<D0(0.1V)<D0(0.2V)。固溶态的Cu原子参与钝化膜的形成,降低钝化膜中载流子密度和扩散系数,增强了钝化膜对基体的保护性能。不同温度时效状态的15-5PH钢在FeCl3浸泡24小时后呈现两种腐蚀形貌,即:在450℃,480℃,500℃处理试样表面光亮,有点状的蚀坑分布在表面;在550℃,580℃,600℃时效态样品表面发黑,呈现溃疡状的均匀腐蚀,并伴有少量的点蚀坑存在。时效过程中形成大量的M23C6,导致M23C6附近基体中贫铬,在贫铬区诱发点蚀。在高温时效时,部分马氏体分解成奥氏体,形成贫铬的奥氏体区和富铬的马氏体区,两相耐蚀性能不一致,诱发溃疡状均匀腐蚀。15-5PH钢在480℃时效态下Ecorr和Epit最低,500℃-620℃时效后,材料的Ecorr和Epit均增加,650℃时效状态Ecorr和Epit再次降低。15-5PH钢焊接接头的耐蚀性能随着溶液中Cl-浓度增加而降低,各区域组织的腐蚀击穿电位符合如下关系:O.lMNaCl 时 Epit(WZ)>Epit(BZ)>Epit(HAZ);0.6MNaCl 浓度时,Epit(BZ)>Epit(WZ)>Epit(HAZ);1MNaCl 时,Epit(WZ)≈Epit(BZ)>Epit(HAZ)。增加Cl-或升高溶液温度均能增加15-5PH钢不同时效状态试样的腐蚀,在同一介质环境作用下,固溶态耐蚀性优于时效态。PH13-8Mo钢的应力腐蚀敏感性随Cl-浓度升高而增强,存在临界浓度值[Cl-]crit为1M。在0.6M的中性氯化钠溶液中,外加0.05VSCE时,应力腐蚀敏感因子△Iδ和△IΨ分别为75%和90%,表现为阳极溶解机制。外加阴极电位为-0.35VSCE和-0.55VSCE有较小的氢脆敏感性,为阳极溶解和氢脆混合断裂机制。当外加阴极电位为-0.75VSCE和-0.95VSCE时,为氢脆断裂机制。