微合金元素形成的析出相以夾雜物為核心析出在其他不銹鋼中已有所報道，然而由于鋼種和脫氧工藝不同，所形成的析出相和被包裹夾雜物類型存在很大差異。本研究發(fā)現由于含氮雙相不銹鋼成分的特殊性，在凝固、熱處理及冷卻過程中形成了穩(wěn)定的析出相Z相，其Cr、Mo、N、Nb等元素含量較高，具有良好的耐蝕性。特別是較高的N含量，能夠促進Cr富集，提高鈍化膜穩(wěn)定性，降低點缺陷密度，從而提高耐蝕性[121-124]。其次，鋼中夾雜物主要為MgO-Al2O3和MgO-Al2O3-MnS復合夾雜。如前文所述，析出順序為：MgO-Al2O3>MnS>Z相，錯配度為：dZ/MgO-Al2O3<6%，dZ/MnS>12%。因此，在凝固過程中，大部分MnS以MgO-Al2O3為核心析出形成MgO-Al2O3-MnS復合夾雜，而Z相以MgO-Al2O3和MgO-Al2O3-MnS復合夾雜為核心析出將其包裹。按照這一思路，本研究提供了一種通過鈮微合金化對夾雜物進行包裹來改善雙相不銹鋼耐蝕性的方法。圖6.10為含鈮的系列雙相不銹鋼熱力學計算結果。在雙相不銹鋼固溶處理溫度范圍內（1000~1100℃）都形成了穩(wěn)定的Z相。為了證實本方法的普適性，選取S32101和S32750兩種含氮雙相不銹鋼進行進一步驗證。圖6.11為含鈮S32101和S32750兩種含氮雙相不銹固溶組織，黑色的MgO-Al2O3夾雜物也被白色的Z相包裹。圖6.12為含鈮S32101和S32750雙相不銹鋼在72℃、pH8.2的兩倍模擬海水中的動電位極化曲線。可見，在添加鈮后兩種雙相不銹鋼的點蝕電位均有所提高，說明加鈮提高了兩種不銹鋼的耐蝕性。以上結論均說明，本研究提供的鈮微合金化改善耐蝕性的方法在含氮雙相不銹鋼中具有良好的普適性。

本章利用浸泡腐蝕、動電位極化、恒電位極化以及SKPFM分析測試方法，研究了鈮對2205雙相不銹鋼耐腐蝕性能的影響，揭示了Z相包裹夾雜物抑制點蝕萌生和拓展的機理，得出的結論如下：

（1）浸泡腐蝕實驗表明隨著鈮含量提高，2205雙相不銹鋼在50℃的6%FeCl3中腐蝕速率降低，腐蝕坑數量、平均直徑、平均深度和最大深度均減小。動電位極化和恒電位極化測試結果表明，隨著鈮含量提高，在72℃、pH8.2的兩倍模擬海水中點蝕電位提高，腐蝕電流密度減小，說明鈮顯著抑制了亞穩(wěn)態(tài)點蝕，阻礙了點蝕萌生和拓展。

（2）不加鈮時，點蝕萌生于MgO-Al2O3-MnS處，隨后拓展成為較深點蝕坑；鈮微合金化后，Z相析出并包裹MgO-Al2O3-MnS，抑制了由夾雜物引起的腐蝕。

（3）Z相的成分、表面電勢及功函數均與基體接近，說明其耐蝕性良好且不會與基體形成接觸電偶腐蝕。將鈮微合金化思路應用于S32101和S32750，發(fā)現兩種雙相不銹鋼中也形成了Z相包裹夾雜物結構，耐腐蝕性能明顯提高。本研究為改善由夾雜物引起的腐蝕問題提供了一種新思路，有望成為改善雙相不銹鋼耐蝕性的一種普適性方法，具有重要的應用價值。