组织配分对双相不锈钢点蚀行为及微区电化学活性的影响

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点蚀是双相不锈钢服役过程中的主要失效形式之一,双相不锈钢在热处理的过程中,两相组织比例发生改变,合金元素在两相中重新分配,导致其点蚀抗性、点蚀萌生及扩展行为均发生变化。本文主要利用多种微区电化学手段,结合微观分析技术,以2205双相不锈钢为研究对象,研究了组织配分对双相不锈钢微区极化行为及点蚀抗性、氧化物夹杂/不锈钢基体界面微区电化学活性、以及双相不锈钢点蚀扩展的影响。试图揭示双相组织影响双相不锈钢点蚀抗性、萌生及扩展的微观机制。结果表明:(1)通过固溶处理使双相不锈钢组织配分,当固溶温度由1000℃上升到1250℃时,2205双相不锈钢中α相体积分数由55.3%持续上升至67.5%,主要合金元素向γ相中聚集。当α相占比为60.8%时,两相具有最高的自腐蚀电位、最低的自腐蚀电流密度和最弱的微电偶效应,此时2205双相不锈钢具有最高的点蚀抗性;(2)通过点蚀率对分布于不同基体相上不同成分的夹杂物点蚀能力进行定量描述,发现夹杂物/基体界面微区电化学活性既受到夹杂物成分的影响,也受到基体相性质的影响。组织配分不改变夹杂物的成分,但改变了基体相中的元素分布,局部取向差以及伏打电位,进而改变了夹杂物/基体界面微区电化学活性,最终影响夹杂物萌生点蚀的能力;(3)双相不锈钢点蚀扩展主要受到花边盖下溶液侵蚀性及基体组织耐蚀性两方面的影响。点蚀沿轧向扩展速度较横向更快。同一实验条件下点蚀坑在轧向、横向和深度三个维度的扩展呈线性关系。外加电位升高时,点蚀沿轧向、横向和深度方向扩展速率均提升,但轧向、横向上扩展速率提升得更多,点蚀坑深宽比降低。相对于铁素体占比60.8%的试样,铁素体占比64.8%的试样上点蚀在轧向与横向上扩展速率更接近。在相同的腐蚀环境下,铁素体占比64.8%的试样上点蚀更倾向沿轧向与横向扩展,点蚀坑深宽比更低。
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