双相不锈钢因兼具奥氏体和铁素体的优良特质而逐渐成为一种重要的结构材料。另外,这类不锈钢比工业上常用的奥氏体不锈钢更加节约镍资源,故而双相不锈钢逐渐在石化、冶金、造纸、原子能等各个工业领域得到了广泛应用。然而,要注意的是与其它不锈钢一样,尽管双相不锈钢有较好的耐腐蚀性能,但就某一个牌号双相不锈钢而言,它也有其适用的介质条件范围,包括温度、压力、介质浓度、pH值等。故而,在使用过程中必须根据其服役环境合理慎重地选择合适牌号的双相不锈钢。大量的研究表明：只有当双相不锈钢的金相组织中的铁素体和奥氏体的两相比接近1：1,且没有其它中间相析出时,这类钢的力学性能和抗腐蚀性能才会达到最佳。但是在热加工、热处理工艺、焊接过程中的热循环及服役温度都会使它们的两相比和相的化学成份发生变化,并会析出二次相,这些都会对双相不锈钢的耐蚀性产生重要影响,并严重制约了双相不锈钢的广泛应用。因此,开展各种不同热处理机制下双相不锈钢及其焊缝的组织演变与腐蚀行为研究是一项利国利民的重大举措。这项工作不仅对双相不锈钢及其制造设备的安全、高效与长周期运行有着重要的意义,同时对开发新型高性能合金也有重要的指导意义。另外,由于合金中铬和钼元素的价格居高不下,节约型双相不锈钢因铬和钼元素的含量较低而备受关注。但是与其它种类双相不锈钢一样,各种热加工和焊接工艺都会使得这类双相不锈钢原有的稳态平衡被打破,并有其它二次相析出。这些都会使得这类合金易于在腐蚀介质中产生局部腐蚀。基于以上背景,本文利用微观形貌观察法和电化学检测法等表征手段对各种不同热处理机制下节约型UNS S32304与UNS S82441双相不锈钢及UNS S31803双相不锈钢TIG焊焊缝的组织演变与局部腐蚀行为进行了深入研究。对各种不同热处理机制对节约型UNS S32304与UNS S82441双相不锈钢及UNS S31803双相不锈钢TIG焊焊缝的微观组织演变与局部腐蚀的影响进行了详细讨论。从理论和实验两方面入手对各种不同热处理机制下节约型UNS S32304与UNSS82441双相不锈钢及UNS S31803双相不锈钢TIG焊焊缝在腐蚀介质中产生局部腐蚀的本源进行了深入探讨和分析。具体的研究内容如下：(1)利用动电位极化曲线测试法和恒电位临界点蚀温度测试法两种电化学方法和微观形貌观察法对不同固溶温度热处理后的UNS S32304双相不锈钢的点蚀行为进行仔细研究。研究结果表明,当UNS S32304双相不锈钢的固溶热处理温度从1000℃上升到1200℃过程中,样品铁素体相的体积分数明显增加。添加适量铬、钼、镍和氮等元素可以调节双相不锈钢中铁素体相和奥氏体相各自的耐点蚀性能。随着样品固溶热处理温度的提高,铁素体相里的铬、钼等元素含量在逐渐降低,镍的含量在增加。相反,奥氏体相中的铬、钼等元素的含量随固溶热处理温度的升高而增加,但各种元素含量的变化量不如铁素体相大。PREN值对不同固溶温度下热处理的UNS S32304双相不锈钢点蚀行为的预测与两种电化学测试结果相一致。当样品的固溶热处理温度低于1080℃,样品的奥氏体相为弱相,在高于1080℃的条件下固溶,样品的铁素体相为弱相。各种测试结果表明1080℃为UNS S32304双相不锈钢的最佳固溶温度。(2)利用动电位极化曲线测试法和恒电位临界点蚀温度测试法两种电化学方法和微观形貌观察法研究了短时热处理温度对UNS S31803双相不锈钢TIG焊焊缝点蚀行为的影响。研究结果表明,在焊接过程中产生的高温和快速的热循环作用下,UNS S31803双相不锈钢焊材的热影响区和熔合区的相平衡和合金元素在两相的稳态分布被彻底扰乱。焊缝在从高温快速冷却过程中有Cr2N析出。熔合区合金元素的均值化现象使得原始焊材熔合区铁素体相比奥氏体相的耐点蚀性能差。在经过焊后热处理之后,样品焊缝中析出的Cr2N重新在基体中溶解。在平衡态出现在前,焊缝微观组织转变受合金元素的不完全扩散控制。在低于1080℃的温度下,样品熔合区和热影响区铁素体相的体积分数随焊后热处理温度的升高而减小,在高于1080℃的温度下,样品熔合区和热影响区铁素体相的体积分数随热处理温度升高而增加。焊缝在热处理温度为1080℃时达到平衡态。在1020℃条件下对焊材进行短时热处理后,样品熔合区铁素体相的体积分数比热影响区的铁素体的积分数下降的速度更快。本工作给出了专门针对高温热处理后焊缝PREN值的近似计算方法,用该近似计算方法得到的PREN值对样品焊缝弱相的预测与实验结果基本一致。UNS S31803双相不锈钢TIG焊焊材的最佳在线热处理温度被确定为1080℃。(3)利用SEM、TEM及EDS等微观表征手段研究了在700℃的温度下敏化不同时间后UNS S82441双相不锈钢的微观组织演变过程,对敏化时间与UNSS82441双相不锈钢的微观组织演变之间的关系进行了详细讨论,并从理论上对晶间腐蚀产生重要影响的σ相的长大过程进行了验证。研究结果表明,尽管在700℃的温度条件下敏化后的UNS S82441双相不锈钢中很快会有Cr2N、M23C6、6相和x相等二次相同时析出,但金属间化合物σ相和χ相的长大过程却滞后于Cr2N和M23C6的合并长大过程。尽管,在铁素体-铁素体的界面有Cr2N和M23C6析出,但析出量较少,而且晶粒尺寸都较小。大量的Cr2N和M23C6在铁素体-奥氏体界面析出。随敏化时间的延长,在铁素体-奥氏体相界附近的贫铬区转变成了二次奥氏体,而在铁素体-铁素体界面附近的贫铬区因得到从基体中扩散过来的铬元素的补充而出现恢复现象。随敏化时间的延长,在铁素体-铁素体相界析出的Cr2N和M23C6会在6相的相界扫过之处溶解,χ相在吸收了足够的铬元素后转变为σ相。在敏化的起始阶段,小颗粒的σ相和χ相按照Ostwald熟化规律合并长大。在敏化4h之后,一些较大的6相颗粒将遵循晶粒长大定理而快速长大,而较小的6相颗粒继续遵循Ostwald熟化规律演变。(4)利用DL-EPR和EIS测试方法对在700℃的温度下敏化不同时间后UNSS82441双相不锈钢的晶间腐蚀行为进行了研究。本论文对敏化时间、合金的微观组织演变和合金的晶间腐蚀行为之间的相互关系进行了深入讨论,并从理论上对铁素体相内发生的局部贫铬区的恢复现象进行了讨论。研究结果表明,在700℃的温度下敏化1h后,UNS S82441双相不锈钢样品铁素体-铁素体相界附近的晶间腐蚀现象重新恢复到正常态。尽管样品在敏化过程中在铁素体相的区域会发生局部贫铬区的恢复现象,但是随着铁素体-奥氏体相界附近二次奥氏体的增加,样品的晶间腐蚀抗力随敏化时间的升高而下降。在DL-EPR测试后,敏化100 h条件下样品Ir/Ia值的下降,并不意味着样品晶间腐蚀抗力的恢复,反而是样品晶间腐蚀抗力变得更弱的表现。与DL-EPR相比,EIS的测试结果更加直观便捷。