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高强不锈钢采用低碳马氏体相变强化和时效强化效应叠加的手段,具有优良的强韧性和耐腐蚀性,广泛应用于航天、航空、海洋等高科技领域,随着海洋科技领域的蓬勃发展,对高强不锈钢的耐蚀性提出了更高的要求。高强不锈钢在时效过程中析出富含耐蚀性元素析出相,生成逆转变奥氏体,显著影响高强不锈钢的耐蚀性。本课题选取13Cr15Ni4Mo3N高强不锈钢,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、化学法(Fe Cl3浸泡)、动电位极化曲线、动电位电化学阻抗谱(DEIS)、Mott-Schottky曲线等方法对固溶及不同时效处理后的试验钢的组织、耐点蚀性能和表面钝化膜半导体特性进行分析。研究结果表明13Cr15Ni4Mo3N高强不锈钢经固溶处理后空冷,于350℃450℃区间,再进行时效处理,随温度升高析出相总量增加,析出M23C6和α-(Cr,Fe)析出相,逆转变奥氏体含量几乎不变约5%,点蚀电位Eb100降低,耐蚀性降低;该温度区间抗拉强度和屈服强度呈增加趋势并增至最大值,屈强比减小,冲击功降低至最小值;在535℃625℃区间,析出相长大其总量几乎不变,有新的细小弥散析出相M2C((Cr,Mo)2N)生成,逆转变奥氏体含量由8.14%增至25.74%,Eb100升高,耐蚀性增强,该区间屈服强度与抗拉强度均减小,屈强比增大,冲击功波动较小。13Cr15Ni4Mo3N高强不锈钢在350℃625℃温度区间时效4h过程中,350℃耐点蚀性最佳,强韧性与耐蚀性匹配最佳的时效制度为350℃×4h。微观组织调控后发现,析出相的产生不利于提高材料的耐点蚀性,但提高了材料的强度,析出相长大降低析出强化作用,奥氏体含量增加提高材料耐点蚀性能,不利于材料强度的提高,有利于改善材料的塑性。对试样进行电化学测试并进行形貌分析发现,点蚀坑附近耐蚀性合金元素含量存在梯度,靠近点蚀坑附近耐蚀性合金元素含量以及C含量较高,点蚀坑所在位置耐蚀性合金元素含量较少,即点蚀多发生在耐蚀性元素贫乏区。FeCl3化学浸泡测试后试样表面被腐蚀失去金属光泽,点蚀电位最高的350℃腐蚀程度最轻,仍保留金属光泽,点蚀电位最低的535℃腐蚀程度较为严重,完全失去金属光泽。通过对DEIS、Mott-Schottky曲线测试结果分析,并进行拟合计算,表明电化学测试过程中,13Cr15Ni4Mo3N高强不锈钢在3.5%NaCl溶液形成钝化膜至外加电位达到点蚀电位。钝化膜缺陷扩散系数D0,均随时效温度发生变化,随时效温度增加表面钝化膜点缺陷扩散系数D0先增大后减小,表明钝化膜稳定性先降低后增加,耐蚀性先降低后升高,与极化曲线,动电位电化学阻抗谱测试结果一致,材料表面钝化膜致密性受时效温度影响。