圖5.19是雙相不銹鋼在0.05mol/L H₂SO₄+0.5mol/L NaCl溶液中的極化曲線。從圖5.19中可以看出，極化曲線存在三個(gè)自腐蝕電位E_corr-1、E_corr-2和E_corr-3,這三個(gè)電位分別處于金屬的活性溶解區(qū)，溶解－鈍化過(guò)渡區(qū)和金屬的鈍化區(qū)，表明體系是一個(gè)非穩(wěn)定體系。三個(gè)自腐蝕電位分別為－0.61VSCE、－0.49VSCE和－0.31VSCE。

  溶液中的陰極反應(yīng)為H+的還原反應(yīng)（HER),陽(yáng)極反應(yīng)為金屬的溶解反應(yīng)。根據(jù)混合電位理論，H+的還原反應(yīng)電流密度i_H+,和金屬溶解反應(yīng)的電流密度idiss相等時(shí)就會(huì)形成一個(gè)穩(wěn)定的自腐蝕電位。也即陰、陽(yáng)極反應(yīng)的凈電流密度i_net(極化曲線中測(cè)量的腐蝕電流密度）是陰、陽(yáng)極反應(yīng)的電流密度的代數(shù)和為

i_net = i_H++i_diss

 在電位低于E_corr-1,時(shí)，HER的電流密度大于金屬溶解反應(yīng)的電流密度，在二者代數(shù)和為零時(shí)就形成了穩(wěn)定的腐蝕電位E_corr-1。在E_corr-1和E_corr-2之間，金屬溶解反應(yīng)的電流密度大于HER的電流密度，因此極化曲線上的測(cè)量電流即為陽(yáng)極電流。當(dāng)電位高于E_corr-2時(shí)，電流密度逐漸降低，并且測(cè)量電流密度從陽(yáng)極電流變?yōu)殛帢O電流，這是由于在金屬鈍化表面上HER反應(yīng)的電流密度大于鈍化膜的溶解反應(yīng)的電流密度。當(dāng)電位到達(dá)E_corr-3時(shí)，陰、陽(yáng)極電流密度相等；當(dāng)電位高于E_corr-3時(shí)，電流為陽(yáng)極電流。

  圖5.20闡述了為什么會(huì)出現(xiàn)三個(gè)自腐蝕電位，以及在什么情況下才能出現(xiàn)三個(gè)自腐蝕電位。圖5.20中I_max是金屬的最大陽(yáng)極溶解電流密度，I'_max為測(cè)量的最大電流密度，Ia和Ic分別為陽(yáng)極和陰極電流密度，IP為金屬鈍化時(shí)的電流密度。Ecorr-1、Ecorr-2和Ecorr-3為自腐蝕電位。當(dāng)金屬的平衡電位E..(因?yàn)樗瞧胶怆娢?，故不能在圖上標(biāo)注出來(lái)）＞Ep，且在鈍性電位區(qū)間IC≥IP ，但在E=Ep時(shí)（Ic)EP<Imax 時(shí)測(cè)量的極化曲線如圖5.20中的虛線所示。在這種情況下，存在著三個(gè)電位值、使得金屬的陽(yáng)極溶解電流密度的值等于陰極去極化劑陰極還原反應(yīng)電流密度的絕對(duì)值。具有這一類型的陽(yáng)極極化曲線的腐蝕體系的一個(gè)重要性質(zhì)：雖然金屬表面不能自動(dòng)從活性溶解狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殁g態(tài)，但如果利用外加電流使金屬陽(yáng)極極化到鈍性區(qū)間，就可以依靠去極化劑的陰極還原反應(yīng)來(lái)維持金屬電極的電位為Ecorr-2.也即就是說(shuō)Ecorr-2是一個(gè)非穩(wěn)定電位，可以轉(zhuǎn)變?yōu)镋corr-1或Ecorr-3.

  為了研究陽(yáng)極過(guò)程的變化對(duì)雙相不銹鋼的腐蝕過(guò)程的影響，測(cè)量了不同表面粗糙度的試樣在0.05mol/L H₂SO₄+0.5mol/L NaCl溶液中的極化曲線，如圖5.21所示，從極化曲線中擬合出的自腐蝕電位和腐蝕電流密度的值列于表5.7中。從圖5.21中可以看出，在三種不同粗糙度下得到的曲線都出現(xiàn)了三個(gè)自腐蝕電位，并且電流密度隨著表面粗糙度的增加而增加。在鈍化區(qū)（電位高于E_corr-3)電流密度的增加尤為明顯，這可能是由于表面粗糙度越大試樣暴露在溶液中的真實(shí)面積越大造成的。

  通過(guò)改變?nèi)芤旱牧蛩釢舛葋?lái)研究pH值的變化對(duì)雙相不銹鋼在H₂SO₄+0.5mol/L NaCl中的腐蝕行為的影響。圖5.22是不同硫酸濃度條件下雙相不銹鋼在H₂SO₄+0.5mol/L NaCl溶液中的極化曲線，從極化曲線中擬合的自腐蝕電位和腐蝕電流密度的值列于表5.8中。從圖5.8中可以看出，pH值對(duì)雙相不銹鋼在NaCI溶液中的腐蝕行為有顯著影響，并且可以改變自腐蝕電位的個(gè)數(shù)，當(dāng)硫酸濃度大于0.011mol/L時(shí)出現(xiàn)三個(gè)自腐蝕電位，如圖5.22(a)所示；當(dāng)硫酸濃度介于0.0065~0.011mol/L之間時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)自腐蝕電位，如圖5.22b)所示；當(dāng)硫酸濃度降低到0.005mol/L時(shí)只有一個(gè)自腐蝕電位，如圖5.22c)所示。

  為了研究溶液中的溶解氧對(duì)雙相不銹鋼在H₂SO₄+0.5mol/L NaCl 溶液中的腐蝕行為的影響，分別選取雙相不銹鋼在出現(xiàn)三個(gè)、兩個(gè)和一個(gè)自腐蝕電位的特殊情況下的三種溶液成分，研究了溶液的氧濃度對(duì)雙相不銹鋼的腐蝕行為的影響。圖5.23為所測(cè)量的極化曲線，從圖中可以看到在氧飽和的0.05mol/L H₂SO₄+0.5mol/L NaCl溶液和0.011mol/L H₂SO₄+0.5mol/L NaCl溶液中（圖5.23(a)、（b)),氧濃度的變化不能改變自腐蝕電位的個(gè)數(shù)，但是在0.005mol/L H₂SO₄+0.5mol/L NaCl溶液中（圖5.22(c))卻可以使自腐蝕電位的個(gè)數(shù)從1個(gè)增加到2個(gè)。表5.9中所列的自腐蝕電位和腐蝕電流密度的值是通過(guò)圖5.23擬合后得到的。在氧飽和的溶液中測(cè)得的Ecorr-3值均高于在空氣飽和的溶液中的測(cè)量值，且腐蝕電流密度icorr-3也顯著增加。將待測(cè)溶液用氮?dú)怙柡?，以消除溶液中的溶解氧?duì)陰極過(guò)程的影響，發(fā)現(xiàn)與除氧前的結(jié)果相比，除氧后測(cè)得的極化曲線的自腐蝕電位和腐蝕電流密度都有所降低。這表明溶液中的溶解氧參與了金屬的電極反應(yīng)過(guò)程，溶液中的陰極反應(yīng)是氧的還原反應(yīng)和氫還原反應(yīng)的疊加。

  為了研究溶液中的氧含量對(duì)電極過(guò)程的影響，測(cè)量了雙相不銹鋼在不同氧含量的溶液中的再鈍化能力曲線。圖5.24是雙相不銹鋼在不同氧含量（氧飽和、空氣飽和與氮?dú)怙柡停┑?.05mol/L H₂SO₄+0.5mol/L NaCl溶液中外加電位為0.3V時(shí)的再鈍化曲線。從圖5.24中可以看出，在最初的很短時(shí)間內(nèi)，SCE電流密度迅速降低，然后隨著時(shí)間的增加，電流達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的值i_ss.電流迅速下降是由于鈍化膜的生成速度大于膜的溶解速度，在極短時(shí)間內(nèi)形成了具有良好保護(hù)性能的鈍化膜，阻止了金屬的溶解；當(dāng)鈍化膜的生成速度和溶解速度達(dá)到平衡時(shí)電流密度趨于一個(gè)穩(wěn)定的值。i_ss的值隨溶液中的氧含量增加而增加，這表明了溶液中的溶解氧可以影響雙相不銹鋼的鈍化過(guò)程，從而影響腐蝕反應(yīng)的陰、陽(yáng)極過(guò)程。