图1   1050 ℃固溶处理1 h及不同温度时效处理2 h后样品的OM相

图2为在3.5%NaCl溶液中SAF2304钢在不同时效温度保温2 h后试样的动电位扫描极化曲线。由图可知，不同时效温度下均存在钝化区。钝化膜可以较好的保护材料免遭腐蚀。随着电压持续向阳极方向扫描，腐蚀电流会急剧上升，并逐步增大，表明在试样表面发生稳态点蚀。

图2   SAF2304钢在3.5%NaCl溶液中不同时效温度后试样的极化曲线

中温时效处理后，试样的耐蚀能力随着温度升高而下降，当时效温度为700 ℃时，试样的耐蚀能力最差；之后随着温度进一步升高，试样的耐蚀能力随温度升高反而升高。这表明，在中温时效条件下，析出了大量的析出相Cr2N[21,22]，Cr2N中富含有Cr，造成其周围出现贫Cr区，因此，Cr2N周围的钝化膜相对薄弱，受到Cl-浸蚀后破裂或溶解但无法快速修复，点蚀优先在这些区域形成[23]，从而使得试样整体点蚀抗力下降。在700 ℃时效处理条件下试样析出相含量达到最大，此时SAF2304双相不锈钢最容易发生点蚀。此后，随着时效温度的升高，析出相明显减少，试样的耐蚀能力增强。这与金相组织观察得到的析出相规律一致。

可见，不同温度时效处理后SAF2304钢的耐蚀性能依赖于微观组织的变化，时效后析出相含量越多，材料的腐蚀倾向越大。通过上述实验可以看出，析出相位置具有最差的耐蚀能力，铁素体α相耐蚀性较差，奥氏体γ相的耐蚀性较好。

2.2 不同时效处理时间对析出物的影响规律

图3为700 ℃时效处理不同时间后样品的OM像，可以看出，1050 ℃固溶处理后的试样经700 ℃/0.25 h时效处理，在α相和γ相的相界处，开始出现析出相；700 ℃/0.5 h时效处理后，析出相能较清晰地观察到；在700 ℃/5 h时效处理后，能观察到大量的析出相；通过金相组织观察可以发现，随着时间的延长，析出相呈现出逐渐增加的规律。值得注意的是，在析出物的周围分布着颜色较明亮的小区域，与奥氏体相接近，这些区域为二次奥氏体相[24]。

图3   700 ℃时效处理不同时间后样品的OM像

Ramirez等[24]系统研究了双相不锈钢UNS S32304、UNS S32205、S32550、S32750和S32760中氮化物的析出过程。通过组织观察和理论分析，提出了Cr2N析出过程伴随着二次奥氏体γ2的形成，即满足α→Cr2N+γ2。随着时效时间的延长，Cr2N析出相越来越多，研究显示，Cr2N是点蚀形核并发展的场所[23]，因此，试样的耐蚀性能随着时效时间的延长逐渐变弱。

图4为SAF2304钢在不同时效时间保温后的动电位扫描极化曲线。在700 ℃/0.25 h时效处理下，试样表现出较好的耐蚀性能；之后随着时效处理时间的延长，试样的耐蚀能力逐渐变弱；当时效时长达到5 h时，试样的耐蚀能力明显下降。总之，在700 ℃，随着时效处理时间的延长，试样的耐蚀能力呈现出逐渐变弱的规律，这与金相组织观察得到的结论一致。

图4   SAF2304钢在3.5%NaCl溶液中700 ℃时效不同时间后试样的极化曲线

上述现象产生的原因是：在700 ℃/0.25 h时效处理下，试样开始出现析出相，析出相导致周围形成贫Cr区，即二次奥氏体γ2；由于γ2中Cr含量比铁素体α相和奥氏体γ相更低，导致点蚀在此区域形成；随着时效处理时间的延长，析出相含量越来越多，试样表面发生了稳态点蚀；当时效处理时长达到5 h时，Cr2N及二次奥氏体γ2大量的析出，试样的腐蚀成为二次奥氏体γ2的选择性腐蚀[25]。综上所述，析出相的含量对于点蚀的形核及长大起了关键性作用，并对试样的耐蚀性能产生了显著的影响。

图5是SAF2304钢在700 ℃时效不同时间后的阻抗谱图。试样在0.25~5 h时效处理后对应的阻抗谱曲线表明，0.25 h时效处理时长下电化学腐蚀时，试样表面形成的钝化膜最为致密，即耐蚀性最好；5 h时效处理时长下，试样的耐蚀性最差。这一结果和图4中的极化曲线相对应；而其他时效时长所对应的阻抗谱曲线来看，钝化膜的致密性处于0.25和5 h之间，即耐蚀性处于两者之间，这一结果也与图4中变化趋势一致。

图5   SAF2304钢在700 ℃时效不同时间后的阻抗谱图

图6是SAF2304钢在700 ℃时效不同时间后的阻抗谱等效电路。其中RS为溶液电阻，Q为常相位角元件，RCT为电荷转移电阻。在阻抗谱的整个频率范围内，阻抗谱曲线为近似半圆的容抗弧，这与整个电化学过程中的电荷转移及物质传输有关。在电化学过程中，电解液中的金属原子得失电子的能力用电荷转移电阻来表征，电荷转移电阻值越大，表明原子得失电子越困难，而容抗弧半径越大表明电阻值越大，即试样耐蚀性越好。

图6   SAF2304钢在700 ℃时效不同时间后的阻抗谱等效电路

结合图5阻抗图谱来看，时效时间从0.25 h延长至0.5 h，容抗弧半径减小，表明试样耐蚀性能变差，这与图4中极化曲线及图3中析出相规律相一致；当时效时间延长至1 h，容抗弧半径继续减小，其程度比0.25和0.5 h更大，这与图3中1 h时析出相开始大量出现有关，也与图4中极化曲线相对应；当时效时间延长至5 h，容抗弧半径继续减小，并在5 h程度最大，这与图3中5 h析出相大量析出有关，也与图4中极化曲线相对应。综上所述，阻抗图谱，电化学极化曲线和金相组织观察所得的结论是一致的。

3 结论

(1) SAF2304双相不锈钢，经1050 ℃固溶1 h，并经600，650，700，750和800 ℃时效处理2 h后，700和750 ℃试样中析出相明显增多，尤以700 ℃试样中α/γ相界处析出相最多，表明700 ℃是SAF2304析出相的敏感析出温度，即对应于析出时间最短的温度。

(2) 固溶态SAF2304双相不锈钢在700 ℃时效处理后试样耐蚀性能弱于其他时效温度，且在0.25~5 h范围内，时效时间越长，其耐蚀能力越差，析出相与基体形成的界面往往是点蚀形成的位置，这一现象与时效过程中析出相相关联，即析出相越多耐蚀性越差。