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鋼鐵材料的腐蝕失效不僅會導致災難性安全事故，還會造成巨大的經濟損失。為滿足基礎設施和裝備的長壽命需求，一系列高耐蝕不銹鋼相繼被開發出來。但隨著服役環境日益苛刻，這些不銹鋼仍會發生腐蝕。非金屬夾雜物是腐蝕的主要誘因之一，通常會造成“千里之堤，潰于蟻穴”的嚴重影響，在高溫、高氯等極端苛刻的環境中，其危害尤為突出。對此，科研人員探索了很多方法以減輕夾雜物的危害，如深脫氧、深脫硫和改性處理等。然而，這些方法的效果有限，夾雜物或周圍基體仍會發生腐蝕。因此，如何有效防止夾雜物引起的腐蝕失效，成為了鋼鐵材料腐蝕防護領域迫在眉睫的挑戰。

本研究打破了傳統“依靠潔凈度控制和改性處理減輕夾雜物危害”的思維局限，創新提出“利用耐蝕鈮鎧甲（Z相）包裹有害夾雜物以顯著提高雙相不銹鋼耐蝕性”的策略。該策略巧妙運用了微合金化和異質形核原理，實現了兩個關鍵目標控制：

一是含鈮Z相有效包裹夾雜物（圖1）。首先，從常用微合金元素（Ti、V和Nb）中篩選出Nb作為理想元素；其次，利用簡單常規的制備路線促使含鈮Z相在夾雜物周圍異質形核，形成“夾雜物@Z相”核殼結構，將夾雜物包裹起來，使其與腐蝕性環境隔絕。二是Z相和其周圍基體具有良好的耐蝕性（圖2）。首先，保證了Z相本身具有高耐蝕性（~52%Nb-27%Cr-7%Mo-9%N）；其次，保證了Z相周圍基體未發生嚴重貧化，依然具有良好的耐蝕性；同時，Z相與基體間電勢差小且能協調變形，避免發生電偶腐蝕和微縫隙腐蝕。

本研究獨辟蹊徑，巧妙施策，利用耐蝕“鈮鎧甲”（Z相）包裹有害夾雜物，攻克了“夾雜物引起腐蝕失效”這一久攻不克的頑疾，在系列雙相不銹鋼（S32101、S32304、S32205、S32507、S32707）和工業化生產中具有很強的普適性（圖3）。該研究為不銹鋼材料腐蝕防護提供了新思路，對保障高端裝備長壽命和安全穩定運行具有重要意義。

本研究工作得到了國家自然科學基金、遼寧省中央引導地方科技發展專項、中央高校基本科研業務費、中國博士后科學基金等項目資助以及中信金屬和太鋼的經費支持，還得到了東北大學分析測試中心在組織表征方面提供的幫助。

圖1 S32205雙相不銹鋼中含鈮Z相包裹夾雜物（“夾雜物@Z相”核殼結構）表征

圖3 含鈮Z相包裹夾雜物改善耐蝕性策略的普適性驗證（b-d腐蝕環境：72℃兩倍濃度海水）