双相不锈钢由于其特殊的两相组织结构和存在于表面的致密钝化膜,因此具有良好的机械性能和优异的耐蚀性,被广泛应用于石油管道、桥梁船舶和海洋工程等领域。在服役过程中不可避免受到氢原子的影响,而明确氢原子主要作用于双相不锈钢的钝化膜稳定性还是组织结构对后续开展的防腐工作具有极大的实际意义。本工作针对该问题,结合多种氢表征手段和电化学分析方法,系统的研究了氢原子对双相不锈钢钝化膜稳定性及组织结构的影响,同时得到了氢原子主要影响(对钝化膜稳定性或组织结构的影响)的临界充氢条件曲线(充氢电流密度和充氢时间)。此外,利用了第一性原理计算从原子尺度帮助分析了氢在两相中的扩散路径选择以及氢的影响机理。结果表明,氢对双相不锈钢钝化膜稳定性的影响与对组织结构的影响可以根据充氢条件或者氢浓度进行区分,随充氢时间延长,临界充氢电流密度下降;反之,随充氢电流密度升高,临界充氢时间缩短;临界充氢浓度为7.27×10-4 mol L-1。氢对双相不锈钢钝化膜稳定性的影响:提高钝化膜内点缺陷(间隙金属阳离子和氧空位)浓度,导致钝化膜半导体结构发生n-p型转化,进而加速氯离子破坏钝化膜的过程,提高点蚀敏感性,降低钝化膜稳定性。氢对双相不锈钢组织结构的影响:当氢浓度超过临界充氢浓度后氢对两相组织产生不同程度的破坏;铁素体相上产生水滴状或针状的鼓泡,并在鼓泡上存在微裂纹;奥氏体相内发生氢致马氏体相变,α’-马氏体相变导致剪切裂纹,ε-马氏体相变导致平行裂纹,相变晶粒内应力升高。氢对双相不锈钢组织结构影响的差异与氢在两相中的扩散过程息息相关,通过第一性原理计算,氢原子在铁素体相中扩散路径为T-T或T-O-T,需克服的能垒为0.227～0.387eV atom-1;氢原子在奥氏体相中扩散路径为O-T-O,需克服的能垒为0.450～0.662 eV atom-1。