雙相不銹鋼具有優(yōu)異的耐腐蝕性能而廣泛應(yīng)用于海洋工程領(lǐng)域，但在復(fù)雜的海生態(tài)環(huán)境中仍然面臨嚴(yán)峻的海洋微生物腐蝕（MIC）的威脅。研究表明高能轟擊技術(shù)能夠賦予材料表面致密、穩(wěn)定的鈍化膜，形成較高的表面殘余壓應(yīng)力，有利于提高材料的耐腐蝕性能同時(shí)賦予材料表面抑制細(xì)菌粘附的潛能。在高能轟擊技術(shù)中，超音速微粒轟擊（SFPB）技術(shù)具有轟擊效率高、可處理復(fù)雜形狀及大面積結(jié)構(gòu)件等特點(diǎn)而備受關(guān)注。但目前針對(duì)其提高雙相不銹鋼耐腐蝕性能的研究較少，微生物腐蝕的相關(guān)研究更是鮮有報(bào)道。

   浙江至德鋼業(yè)有限公司針對(duì)海工常用材料2205雙相不銹鋼，采用超音速微粒轟擊技術(shù)對(duì)其進(jìn)行表面改性，探究超音速微粒轟擊處理對(duì)2205雙相不銹鋼表面形貌、結(jié)構(gòu)、疏水性能、抗菌性能等的影響。利用電化學(xué)測(cè)試方法，在探討2205雙相不銹鋼在無菌、有菌環(huán)境中的腐蝕性能的基礎(chǔ)上，研究超音速微粒轟擊處理對(duì)2205雙相不銹鋼耐微生物腐蝕性能的影響。結(jié)果表明超音速微粒轟擊處理使2205雙相不銹鋼的表面粗糙度略有增加，但未產(chǎn)生微裂紋等局部缺陷。同時(shí)超音速微粒轟擊處理使其表面電子功函數(shù)減小，表面硬度增加，疏水性能提高。透射電子顯微鏡觀察表明近表面區(qū)域有大量位錯(cuò)纏結(jié)，是其表面殘余壓應(yīng)力提高的主要原因。平板涂布計(jì)數(shù)法和活死染色實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明超音速微粒轟擊處理使得2205雙相不銹鋼的抗菌性能得到顯著提高，這主要源于超音速微粒轟擊處理使材料的表面電子功函數(shù)減小、表面殘余壓應(yīng)力提高。利用電化學(xué)測(cè)試方法研究了2205雙相不銹鋼在無菌和含銅綠假單胞菌溶液中的腐蝕行為。結(jié)果顯示，在7天整個(gè)浸泡期無菌溶液中測(cè)得的EOCP、線性極化電阻Rp和電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct均大于有菌溶液，表明銅綠假單胞菌加速了2205雙相不銹鋼的腐蝕。動(dòng)電位極化曲線顯示2205雙相不銹鋼在無菌和有菌溶液中的維鈍電流密度ip都隨著浸泡時(shí)間延長(zhǎng)而不斷增大，且在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)有菌溶液的ip均大于無菌環(huán)境，進(jìn)一步證明了銅綠假單胞菌加速了2205雙相不銹鋼的腐蝕進(jìn)程。掃描電子顯微鏡觀察結(jié)果顯示在有菌溶液中隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，表面粘附的細(xì)菌量逐漸增多，浸泡3天后表面細(xì)菌聚集形成一個(gè)個(gè)小團(tuán)簇，浸泡7天菌落進(jìn)一步聚集形成細(xì)菌生物膜。細(xì)菌生物膜的形成加速了表面點(diǎn)蝕的發(fā)生，導(dǎo)致更嚴(yán)重的局部腐蝕。X射線光電子能譜結(jié)果顯示，2205雙相不銹鋼在銅綠假單胞菌存在條件下表面形成可溶于水的CrO3，導(dǎo)致MIC點(diǎn)蝕發(fā)生。

  利用電化學(xué)測(cè)試方法研究了超音速微粒轟擊處理前后2205雙相不銹鋼在無菌和含銅綠假單胞菌溶液中的腐蝕行為。短期24小時(shí)和長(zhǎng)期14天的電化學(xué)測(cè)試結(jié)果顯示，超音速微粒轟擊2205雙相不銹鋼的線性極化電阻Rp和電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct均高于2205雙相不銹鋼，說明超音速微粒轟擊處理提高了2205雙相不銹鋼的耐腐蝕性能。極化曲線顯示超音速微粒轟擊2205雙相不銹鋼具有更小的維鈍電流密度ip和更高的擊破電位Epit，進(jìn)一步說明了超音速微粒轟擊提高了2205雙相不銹鋼的耐均勻腐蝕性能和耐點(diǎn)蝕性能。極化后超音速微粒轟擊2205雙相不銹鋼樣品表面粘附的細(xì)菌量明顯少于2205雙相不銹鋼，有效地減少了由于細(xì)菌粘附導(dǎo)致的MIC點(diǎn)蝕的發(fā)生。同時(shí)，由于超音速微粒轟擊2205雙相不銹鋼近表面區(qū)存在大量位錯(cuò)纏結(jié)而導(dǎo)致表面殘余壓應(yīng)力增大，使鈍化膜的活性增加、再鈍化能力增強(qiáng)，因而表現(xiàn)出更好的耐腐蝕性能。綜上，超音速微粒轟擊處理可以有效地提高2205雙相不銹鋼的耐海洋微生物腐蝕性能，我們的工作為海工用鋼的微生物腐蝕防護(hù)提供了新思路。

  結(jié)果說明無論無菌環(huán)境還是有菌環(huán)境，2205雙相不銹鋼在浸泡1天內(nèi)腐蝕速度均迅速增加，之后趨于平穩(wěn)，但在整個(gè)7天浸泡期，有菌環(huán)境中樣品的腐蝕更嚴(yán)重。分析原因可能由于浸泡早期，即1天內(nèi)樣品表面鈍化膜的完整性迅速遭到腐蝕性介質(zhì)的破壞，因而導(dǎo)致腐蝕進(jìn)程加快。但之后鈍化膜的破壞與修復(fù)漸趨平衡，表現(xiàn)為腐蝕趨于平緩，與無菌環(huán)境比較銅綠假單胞菌的存在對(duì)鈍化膜的破壞更嚴(yán)重，因而整體表現(xiàn)為腐蝕速度更快。