超级双相不锈钢具有两相组织——铁素体相(α)和奥氏体相(γ),使其兼具了优良的机械性能、可焊接性能和超强的耐腐蚀性能。该钢在工业上有着非常广泛的应用,特别是在腐蚀条件非常苛刻的海洋工程及油气工业中,常作为关键装备、部件的首选材料。本文就超级双相不锈钢S32750在海工装备中苛刻的服役环境,即长期曝露于海洋大气环境、经受海水的浸泡并受服役载荷的作用,开展了如下几个方面的研究工作,并对超级双相不锈钢S32750在相关腐蚀环境中的腐蚀机制进行了讨论。1)利用室内加速腐蚀试验——盐雾试验,模拟超级双相不锈钢S32750服役的海洋大气环境,研究了双相钢在海洋大气中的腐蚀过程,利用动电位极化扫描及电化学阻抗谱测量等电化学测试方法探讨了双相钢在海洋大气中形成的腐蚀产物(钝化膜)对其电化学腐蚀行为的影响；借助扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪等表面分析测试技术,观测了双相钢腐蚀后的表面点蚀形貌,分析了腐蚀产物的组成、钝化膜主要形成元素的价态构成及含量分布。提出了双相钢在海洋大气中双相钢表面的钝化、点蚀机制。得出以下结论：①超级双相不锈钢S32750在海洋大气环境中的腐蚀包含两个过程,一是表面形成阻止、减缓基体金属腐蚀的钝化膜；二是在海洋大气中侵蚀性离子(如氯离子)的作用下,双相钢表面的钝化膜破裂,基体金属的阳极溶解加剧,产生点腐蚀。两个过程共同作用,影响双相钢的耐腐蚀性能。②超级双相不锈钢S32750在海洋大气环境中形成的钝化膜具有双层结构,钝化膜的外层为Cr和Fe的氧化物,包括Cr2O3, CrO3, Fe3O4和Fe203。钝化膜的内层中Cr203含量少,主要为FeO。致密的铬氧化物阻止O2与Cl-向基体中的扩散。2)利用动电位极化扫描、恒电位极化扫描、电化学阻抗谱测量及电化学噪声测量等多种电化学试验方法,探究了超级双相不锈钢S32750在质量分数为3.5%NaCl溶液中的临界点蚀温度(CPT)及电化学腐蚀机理,结合试样点蚀前后的形貌变化,发现了不锈钢的临界点蚀温度为71℃。在低于临界点蚀温度时,不锈钢表面能形成稳定的钝化膜；高于临界点蚀温度时,由于Cl-的活性增加及钝化膜的溶解,不锈钢表面产生点蚀现象,且温度越高,点蚀越剧烈。本文还构建了S32750双相不锈钢临界点蚀温度前后的电化学腐蚀模型。3)结合开路电位测量、动电位极化扫描及电化学阻抗谱测量等电化学试验方法与恒载荷拉伸试验,研究了超级双相不锈钢S32750在质量分数为3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀行为,主要考察了在不同静拉伸载荷作用下双相钢的电化学性能变化,认为在外加静拉伸载荷的作用下,双相钢表面钝化膜的保护作用减弱,且静拉伸载荷越大,钝化膜的保护作用越弱,应力腐蚀行为符合阳极溶解理论,即钝化膜破坏理论。