雙相不銹鋼兼具奧氏體不銹鋼與鐵素體不銹鋼的優點,因具有優良的力學性能和耐腐蝕性能而廣泛應用于石油、化工、海洋等領域。雙相不銹鋼在300℃~1000℃溫度范圍內基體兩相(α+γ)比例改變且會析出有害相(特別是σ相),顯著影響雙相不銹鋼的性能。本課題選取00Cr21Ni2Mn5N、00Cr22Ni5Mo3N、00Cr25Ni7Mo3N和00Cr27Ni7Mo5N這四種最具代表性的雙相不銹鋼,采用金相、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、電化學法、俄歇電子能譜(AES)、動電位電化學阻抗法(DEIS)、X射線光電子能譜(XPS)等方法對固溶及不同時效處理后的試驗鋼的組織、耐點蝕性能和表面鈍化膜特性進行分析。研究結果表明:(1)完全固溶處理后的四種雙相不銹鋼中無σ相等有害相存在且α/γ比值接近1:1,此時耐點蝕性能很好;(2)不同時效條件下,00Cr21Ni2Mn5N鋼析出相主要為Cr2N和σ相,00Cr22Ni5Mo3N、00Cr25Ni7Mo3N和00Cr27Ni7Mo5N鋼主要析出相為σ相,也有μ相和Laves相析出;(3)時效后有害相析出量與溫度符合倒“V”字型曲線關系,且隨著合金元素含量的增加,σ相等有害相析出量越來越多,完全固溶溫度越來越高;(4)時效后雙相不銹鋼的點蝕電位與溫度呈正“V”字型曲線關系,點蝕電位隨有害相析出量增加而減小,雙相不銹鋼合金元素含量越高,導致耐點蝕性能顯著下降所對應的σ相含量越大;(5)四種雙相不銹鋼鈍化膜主要為層狀的Cr和Fe的氧化物與氫氧化物,具有雙極性n-p型半導體特性。00Cr21Ni2Mn5N、00Cr22Ni5Mo3N和00Cr25Ni7Mo3N鋼鈍化膜最外層可能存在極少量三價Fe氧化物,向內為鈍化膜主要成分Cr2O3和Cr O2,前兩種雙相不銹鋼還有Fe O和Fe(OH)2存在;00Cr27Ni7Mo5N鋼表面鈍化膜以M-OH型化合物為主,外層為γ-Fe OOH,內層為Cr(OH)3和Cr OOH組成的鈍化膜主體部分。直至到達基體時Cr、Fe、Ni、Mo等元素以金屬態存在。隨著雙相不銹鋼合金元素含量的增加,表面鈍化膜鈍化能力逐漸增強,因此耐點蝕性能越來越好。