郑建超等：Mn对2205双相不锈钢耐点蚀性能的影响 ·251· 50 由于溶液酸性较强，一些易溶解的氧化物夹杂会被 四铜基体 夹杂物 腐蚀掉，而由于钝化膜的存在，腐蚀前期钢基体并不 40 会严重腐蚀.随着腐蚀时间的延长，样品表面的夹 杂物逐渐溶解，在样品表面出现大量的腐蚀坑，而这 30 些腐蚀坑的出现为点蚀提供了很好的起始点2】 20 在这些点蚀坑内，由于H+的富集，溶液会进一步腐 蚀钢基体，点蚀会进一步向深处扩展.因此，易溶解 10 夹杂物的存在是引起点蚀的主要原因，其促进基体 腐蚀，加快点蚀，进而提高总的腐蚀率，降低双相不 022 样品1 样品2 样品3 样品4 锈钢的耐点蚀性能. 实验禅品 2.2Mn的添加对点蚀电位的影响 图6M的添加对钢基体和夹杂物质量损失的影响 Fig.6 Effect of manganese addition on the mass loss of inclusions 图8为不同Mn含量2205双相不锈钢的动电 and matrix 位极化曲线.随着Mn含量的增加，2205双相不锈 夹杂物 ,钝化膜 钢基体 图7点蚀机理示意图.(a)腐蚀前：(b)夹杂物的腐蚀：(c)夹杂物被完全腐蚀：(d)基体的腐蚀 Fig.7 Schematic diagram of the pitting corrosion mechanism:(a)initial;(b)corrosion process of inclusion;(c)etch off;(d)extension of pitting corrosion 钢的点蚀电位分别为0.58、0.48、0.44和0.34V. 2.0 因此，M的加入会降低不锈钢的点蚀电位.而点蚀 样品1 往往在金属表面的伤痕、晶界以及夹杂物处优先发 1.5 样品2 样品3 生.为进一步探究点蚀发生过程，采用电子显微镜 1.0 样品4 对测试后的样品进行观察，发现不锈钢表面的击穿 0.5 位置主要集中在晶界和夹杂物附近.这是由于双相 不锈钢为双相组织，两相腐蚀电化学行为差异较大， 0 晶界较多，晶间腐蚀敏感度较高9-0).另一方面， -05 对夹杂物附近的点蚀坑观察发现，不同类型的夹杂 -1.0 物，对点蚀的影响不同.如图9所示，经电化学测试 -7-65-4-3-2-10 后，在(Mn、Si)氧化物周围形成较大的点蚀坑，而在 电流密度，gA·cm] (Cr、Mn、Al)氧化物周围却没有形成.这说明(Mn、 图8不同Mn含量双相不锈钢的动电位极化曲线 S)氧化物的存在会恶化周围的腐蚀环境，促进点蚀 Fig.8 Effect of manganese addition on the potentiodynamic polariza- 的形成. tion behavior of duplex stainless steel郑建超等: Mn 对 2205 双相不锈钢耐点蚀性能的影响 图 6 Mn 的添加对钢基体和夹杂物质量损失的影响 Fig. 6 Effect of manganese addition on the mass loss of inclusions and matrix 由于溶液酸性较强,一些易溶解的氧化物夹杂会被 腐蚀掉,而由于钝化膜的存在,腐蚀前期钢基体并不 会严重腐蚀. 随着腐蚀时间的延长,样品表面的夹 杂物逐渐溶解,在样品表面出现大量的腐蚀坑,而这 些腐蚀坑的出现为点蚀提供了很好的起始点[28] . 在这些点蚀坑内,由于 H + 的富集,溶液会进一步腐 蚀钢基体,点蚀会进一步向深处扩展. 因此,易溶解 夹杂物的存在是引起点蚀的主要原因,其促进基体 腐蚀,加快点蚀,进而提高总的腐蚀率,降低双相不 锈钢的耐点蚀性能. 2郾 2 Mn 的添加对点蚀电位的影响 图 8 为不同 Mn 含量 2205 双相不锈钢的动电 位极化曲线. 随着 Mn 含量的增加,2205 双相不锈 图 7 点蚀机理示意图 郾 (a)腐蚀前;(b)夹杂物的腐蚀;(c)夹杂物被完全腐蚀;(d)基体的腐蚀 Fig. 7 Schematic diagram of the pitting corrosion mechanism: (a) initial; (b) corrosion process of inclusion; (c) etch off; (d) extension of pitting corrosion 钢的点蚀电位分别为 0郾 58、0郾 48、0郾 44 和 0郾 34 V. 因此,Mn 的加入会降低不锈钢的点蚀电位. 而点蚀 往往在金属表面的伤痕、晶界以及夹杂物处优先发 生. 为进一步探究点蚀发生过程,采用电子显微镜 对测试后的样品进行观察,发现不锈钢表面的击穿 位置主要集中在晶界和夹杂物附近. 这是由于双相 不锈钢为双相组织,两相腐蚀电化学行为差异较大, 晶界较多,晶间腐蚀敏感度较高[29鄄鄄30] . 另一方面, 对夹杂物附近的点蚀坑观察发现,不同类型的夹杂 物,对点蚀的影响不同. 如图 9 所示,经电化学测试 后,在(Mn、Si)氧化物周围形成较大的点蚀坑,而在 (Cr、Mn、Al)氧化物周围却没有形成. 这说明(Mn、 Si)氧化物的存在会恶化周围的腐蚀环境,促进点蚀 的形成. 图 8 不同 Mn 含量双相不锈钢的动电位极化曲线 Fig. 8 Effect of manganese addition on the potentiodynamic polariza鄄 tion behavior of duplex stainless steel ·251·