摘要: 耐候钢由于在腐蚀过程中可以形成良好的保护性锈层而被广泛应用，随着我国对海洋资源的日益开发及临海建设的高速发展，高强度结构用钢的需求量持续增加，由于海洋大气环境具有高温高湿的特点，因此对材料的腐蚀十分严重，面对南海地区的海洋大气气候... 展开 耐候钢由于在腐蚀过程中可以形成良好的保护性锈层而被广泛应用，随着我国对海洋资源的日益开发及临海建设的高速发展，高强度结构用钢的需求量持续增加，由于海洋大气环境具有高温高湿的特点，因此对材料的腐蚀十分严重，面对南海地区的海洋大气气候，普通碳钢及低合金钢在该环境下不能很好的使用，目前也尚无能直接使用的耐候性结构钢种，因此可在该环境下服役的低成本耐候性结构钢的开发尤为迫切。 Q460及Q690钢在有高浓度氯盐存在下的海岸环境中生成的锈不具有保护性，难以满足其在南海海洋大气环境中的应用。基于此，重新设计了共计6种添加含量不等的Cr、Ni、Cu、Mo等合金元素的Q460系及Q690系耐候钢，对其进行耐蚀性研究;大气腐蚀实验有两种方法，室外曝晒与室内加速腐蚀试验，其中室外曝晒试验试验周期长，因此有必要建立起模拟南海海洋大气的加速腐蚀试验方法。 本文采用实验室干/湿循环交替的方法进行模拟腐蚀试验。为研究其腐蚀行为及耐蚀机理，对在模拟南海海洋大气气候下腐蚀后的钢样进行失重分析，观察锈层的宏观及微观形貌，对截面进行了扫描电镜(SEM)及元素能谱分析，并通过XRD、XPS等对腐蚀产物进行物相分析，利用电化学技术分析了带锈电极的腐蚀行为，证明了该加速方法可准确模拟南海海洋大气高温高湿的腐蚀环境。同时还得到了如下结果: (1)在Q460系钢中Cr相对含量最多的钢腐蚀速率最慢，耐大气腐蚀性能最好。Ni含量略多的钢种耐候性次之，未添加Q460原型钢的腐蚀速率最快。Q690系钢中Mo相对含量最多的钢腐蚀速率最慢，耐大气腐蚀性能最好。Ni和Cu含量略多的钢种腐蚀速率次之，Q690原型钢腐蚀速率最快。 (2)六种钢材的大气腐蚀过程都可以分为两个阶段，腐蚀速率在第一阶段增加，第二段腐蚀速率减小，这与试验钢在腐蚀期间所生成的锈层有关，初期所形成的锈层疏松且与基体结合性差，而后形成的锈层较之前更为致密，所以耐蚀性增强。 (3)腐蚀产物XRD结果表明锈层均由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe3O4，和微量的β-FeOOH所组成，其中含量最多的是γ-FeOOH，六种试验钢中的α-FeOOH含量均较少，说明在这种高温高湿的海洋气候下，保护性的锈层难以生成。 (4)在Q460系钢中添加了合金元素的钢耐蚀性能优异的根本原因是锈层更为致密，锈层中α-FeOOH含量较多，以及含有Cr和Ni的稳定氧化物在锈层中的均匀分布;Q690系钢中加入合金元素的钢耐蚀性能优异的根本原因是含Mo、Cr、Ni和Cu的稳定氧化物在基体和锈层中的均匀分布，且耐蚀性强弱与氧化物的相对含量高低相一致。 收起