Q345CNHY3耐海水腐蚀钢耐蚀性能研究

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耐海水腐蚀钢的腐蚀性能评价与机理研究

第22卷第3期 • 1〇• 2016 年 6 月宽厚板WIDE AND HEAVY PLATEVol. 22,No. 3June 2016耐海水腐蚀钢的腐蚀性能评价与机理研究邬早勤1尹绍江2王云阁2(1唐山中厚板有限公司;2河钢集团唐山钢铁公司技术中心）摘要通过适量添加Cu、Ni、&、M〇、S n等元素，某钢厂成功开发耐海水腐蚀钢NHYNE36。

周期浸润腐蚀试验和盐雾腐蚀试验表明:耐海水腐蚀钢NHYNE36的腐蚀性能接近或优于船级社的相应要求。

光学显微镜和扫描电镜分析表明:耐海水腐蚀钢表面内镑层中发现的&元素可形成致密氧化膜，有利于钢板耐蚀性的提高;基体组织为单相多边形铁素体精细组织或含有极少量珠光体，可有效降低钢中原电池的数量，从而提高基体的抗电化学腐蚀能力。

关键词耐海水腐蚀钢盐雾腐蚀试验周期浸润腐蚀试验显微组织Corrosion Resistance Evaluation and Mechanism Studyof Seawater Corrosion Resistant SteelWu Zaoqin1 ,Yin Shaojiang2 and Wang Yunge2(1Tangshan Medium and Heavy Steel Plate Co. ,Ltd.；2 Technology Center of HBIS Tangshan Iron and Steel Co. ,L td.)Abstract The seawater corrosion resistant steel NHYNE36 has been developed by adding Cu, Ni, Cr, Mo, Sn elements. Corrosion resistance of the steel was investigated by alternate immersion test and salt spray test. The results showed that the corrosion resistance of seawater corrosion resistant steel NHYNE36 was better than that of the corrosion resistance required by relevant classification societies. The analysis of optical microscope and scanning electron microscope showed that Cr element observed in the internal rust layer on the surface of the steel can form dense oxidizing film favorable for the steel plate corrosion resistance, the matrix structure comprised of single phase polygonal ferrite fine constituent or little pearlite, which effectively reduced the quantity of galvanic cells, thus improving the electrochemical corrosion resistance of the matrix.Keywords Seawater corrosion resistant steel,Salt spray test,Alternate immersion test,Microstructure〇前言为了适应海洋环境中钢铁材料耐蚀性能的需要，许多国家已经开发出耐海水腐蚀钢种，其中有美国研制的MARINER钢，属于Ni - Cu - P 系[1-3]，&1&0.50%，见为0.40%~0.65%,?为0• 08%~ 0• 15% ;法国Pompey公司研制的APS钢，属于Cr- A1系[4]，C r含量4%和A1含量 3=0. 6% ;日本研制的Mariloy钢，属于0-(]11- Mo系[4。

温度和搅拌速度对Q345和Q235钢在模拟海水中的腐蚀影响毕业论文

毕业论文温度和搅拌速度对Q345和Q235钢在模拟海水中的腐蚀影响摘要由于淡水资源的缺乏，大力开发和利用海水势在必行。

但由于海水含盐量高，腐蚀、结垢离子的质量分数高，微生物、大生物种类多，具有腐蚀性的离子浓度远高于一般淡水，因此，金属在海水中的使用存在严重的腐蚀问题，故研究金属在海水中腐蚀原因及影响因素，做好有针对性的防腐蚀工作尤为重要。

本研究主要进行浸泡实验，实验将Q235和Q345试样置于不同温度和搅拌速度的模拟海水中，连续进行七天。

所用到的模拟海水是3.5%NaCl溶液。

浸泡试验结果表明：在模拟海水中随着温度的升高，两组试样的年腐蚀速率增加。

在模拟海水中随着搅拌速度的升高，两组试样的年腐蚀速率也增加。

相同温度和搅拌速度的模拟海水中，虽然Q235试样的年腐蚀速率基本上都大于Q345试样的年腐蚀速率，但因Q235试样表面发生了全面腐蚀，Q345试样的表面发生了点蚀，所以在相同条件下的模拟海水中Q345的危害性较大。

本论文研究得到结论：温度和搅拌速度均能加快Q235和Q345试样在模拟海水中的腐蚀速率。

关键词：海水腐蚀；浸泡试验；温度；搅拌速度AbstractDue to the lack of fresh water resource, develop and utilize seawater be imperative. But because of the highsalt content,corrosion,fouling ion mass fraction, microbiological, biological species, corrosive ion concentration is far higher than that of water, therefore, metals in seawater using existence serious corrosion problem, so the study of metals in seawater corrosion reasons and influencing factors, do a good job targeted anti corrosion is very important.This study mainly for soaking experiment, experiment Q235 and Q345 samples at different temperature and stirring speed in simulated sea water, for seven consecutive days. The use of simulated seawater is 3.5% NaCl solution.The test results show that: soaking in simulated sea water with temperature rising, two groups of samples and the annual corrosion rate increase. In simulated sea water with stirring speed increases, two groups of samples and the annual corrosion rate also increased. The same temperature and stirring speed in simulated seawater samples of Q235, although the annual corrosion rate basically is larger than Q345sample annual corrosion rate, but because the Q235surface of the specimen has a comprehensive corrosion, Q345specimen surface pitting happened, so under the same conditions of simulated sea water, Q345greater harmfulness.This paper get the conclusion: temperature and stirring speed can accelerate Q235and Q345samples in simulated sea water corrosion rate.Key Words :Seawater corrosion;Immersion testing;Temperature;Mixing speed目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)1 文献综述 (3)1.1 材质简介 (3)1.1.1 Q235材质简介 (3)1.1.2 Q345材质简介 (4)1.2 海水环境与性质 (6)1.2.1 我国典型海域主要环境因素 (6)1.2.2 海水性质 (11)1.3 海水腐蚀的实验研究与数据处理 (15)1.3.1 海水腐蚀试验方法 (15)1.3.2 海水腐蚀的数据处理与分析 (16)1.4 常用典型钢材的海水腐蚀研究 (17)1.4.1 碳钢和低合金钢的海水腐蚀研究 (17)1.4.2 不锈钢的海水腐蚀研究 (22)1.4.3 铜合金的海水腐蚀研究 (26)2 研究方法 (27)2.1 实验仪器与试剂 (27)2.2 浸泡腐蚀实验 (27)2.2.1 试样制备 (27)2.2.2 配制模拟海水溶液 (27)2.2.3 实验步骤 (28)3 实验结果与分析 (1)3.1 Q235的腐蚀研究 (1)3.1.1 Q235试样腐蚀前后形貌观察 (1)3.1.2 Q235试样腐蚀后微观形貌及能谱分析 (2)3.1.3 Q235试样实验数据 (3)3.1.4 温度和转速对Q235试样腐蚀速率的影响 (4)3.2 Q345的腐蚀研究 (7)3.2.1 Q345试样腐蚀前后形貌观察 (7)3.2.2 Q345腐蚀微观形貌及能谱分析 (9)3.2.3 Q345试样实验数据 (10)3.2.4 温度和转速对Q345试样腐蚀速率的影响 (11)3.3 Q235和Q345腐蚀的对比分析 (13)3.3.1 温度 (13)3.3.2 转速 (14)结论 (15)致谢 (16)参考文献 (17)引言海水是一种复杂的多组分水溶液，海水中各种元素都以一定的物理化学形态存在。

耐海水腐蚀低合金钢牌号

耐海水腐蚀低合金钢牌号【原创实用版】目录1.耐海水腐蚀低合金钢的简介2.耐海水腐蚀低合金钢的牌号分类3.耐海水腐蚀低合金钢的主要性能4.耐海水腐蚀低合金钢的应用领域5.我国耐海水腐蚀低合金钢的研究与发展正文一、耐海水腐蚀低合金钢的简介耐海水腐蚀低合金钢，顾名思义，是一种具有良好耐海水腐蚀性能的低合金钢材。

在海洋工程、船舶制造等涉海领域中，由于海水中含有大量的氯离子和腐蚀性物质，对金属材料的腐蚀性极强，因此耐海水腐蚀低合金钢应运而生，以满足这些领域对材料耐腐蚀性的高要求。

二、耐海水腐蚀低合金钢的牌号分类根据我国相关标准，耐海水腐蚀低合金钢的牌号主要分为以下几个系列：1.Q235NH 耐海水腐蚀钢2.Q345NH 耐海水腐蚀钢3.Q390NH 耐海水腐蚀钢4.Q420NH 耐海水腐蚀钢5.Q460NH 耐海水腐蚀钢其中，数字表示最低屈服强度，NH 表示耐海水腐蚀。

三、耐海水腐蚀低合金钢的主要性能耐海水腐蚀低合金钢的主要性能包括力学性能、耐腐蚀性能、焊接性能等。

1.力学性能：耐海水腐蚀低合金钢具有良好的力学性能，可以满足海洋工程等领域对材料强度和韧性的要求。

2.耐腐蚀性能：耐海水腐蚀低合金钢在海水中具有优异的耐腐蚀性能，其耐腐蚀性能主要来源于合金元素（如铜、镍、钼等）对钢铁基体的保护作用。

3.焊接性能：耐海水腐蚀低合金钢具有良好的焊接性能，可以采用各种焊接方法进行焊接。

四、耐海水腐蚀低合金钢的应用领域耐海水腐蚀低合金钢广泛应用于海洋工程、船舶制造、海洋石油平台、海水淡化等领域。

五、我国耐海水腐蚀低合金钢的研究与发展我国在耐海水腐蚀低合金钢的研究与发展方面取得了显著成果。

风电塔筒材料Q345D合金钢在模拟海洋大气环境下的腐蚀规律研究

m Vol.54 N o.3 Mar. 2021fAUUe^ial^风电塔筒材料Q345D合金钢在模拟海洋大气环境下的腐蚀规律研究徐敬明a，胡杰珍8，邓培昌“，吴敬权1，王贵a(广东海洋大学a•机械与动力工程学院，b_化学与环境学院，广东湛江524000)[摘要]为准确了解塔筒材料在酸性大气环境下的腐蚀规律并为海上风电塔筒结构防腐优化提供理论依据，利用干湿酸性盐雾试验模拟沿海大气环境，对Q345D合金钢腐蚀24,48,72,96,168,240,360,480 h，研究塔筒材料 Q345D钢在该环境下的腐蚀规律。

利用X射线衍射仪分析（XRD)、扫描电铣观察（SEM)、通过测定腐蚀失重率、电化学测试等方法对不同腐蚀时间后的Q345D试样进行分析。

结果表明：Q345D的腐蚀动力学曲线遵循幂函数规律，随着腐蚀时间的增加，Q345D钢的腐蚀速率呈增长性变化趋势，腐蚀前168 h内，腐蚀速率较快，168~240 h 时，腐蚀速率减缓，腐蚀320 h后，速率又开始缓慢增加；Q345D在沿海大气环境下的腐蚀产物主要有p-FeOOH、Fe203、7-Fe00H、Fe304、a-Fe00H组成，腐蚀过程中少量a-FeOOH形成减缓了基体的腐蚀速率：带锈Q345D钢自腐蚀电位随腐蚀时间的延长呈现逐渐增加趋势，腐蚀前168 h内，自腐蚀电流密度逐渐增加，腐蚀速率增加，168~240 h内，自腐蚀电流密度减小，锈层保护性逐漸变好，此阶段内腐蚀速率降低，240~480 h内，自腐蚀电流密度增加，腐蚀速率加快。

[关键词]盐雾试验；海洋大气；Q345D;腐蚀速率；腐蚀产物[中图分类号]TG174.3+1 [文献标识码]A[文章编号]l〇m-1560(2021)03-0064-06Study on Corrosion Laws of Wind Power Tower Tube Material Q345D Alloy SteelUnder Simulated Oceanic Atmospheric EnvironmentX U Jing-ming*, H U Jie-zhen*, D E N G Pei-changb, W U Jing-quan', W A N G Gui*(a. School of Mechanical and Power Engineering;b. School of Chemistry and Environment, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524000, China)Abstract： In order to accurately understand the corrosion laws of tower tube materials in acidic atmosphere environment, and provide a theoretical basis for the anticorrosion optimization of offshore wind turbine tower tube structure, the dry and wet acid s a l t spray test was used t o simulate the coastal atmospheric environment to corrode Q345D alloy steel for 24 , 48 , 72 , 96, 168,240 , 360 , 480 h to study the corrosion laws of the tower tube material Q345D steel in this environment. The sample Q345D after each corrosion period was analyzed by X-ray diffractometer analysis (X R D) , scanning electron microscope (S E M)observation,corrosion weight loss rate, electrochemical measurement and other methods. Results showed that the corrosion kinetics curve of Q345D followed the law of power function. With the increase of corrosion time, the corrosion rate of Q345D steel presented a trend of increasing change. The corrosion rate was fast within 168 h, and then slowed down from 168 h to 240 h, and slowly increased again after 320 h. Under the environment of coastal atmosphere, the corrosion products of Q345D mainly included P-F e O O H,Fe203,7-F e O O H,Fe304 and a-FeOOH. During the corrosion process, the formation of a small amount of a-F e O O H slowed down the corrosion rate of the substrate. The self corrosion potential of rusty Q345D steel showed a trend of gradual increase with the extension of corrosion time. Within 168 h, the self corrosion current density was increased and the corrosion rate was increased； from 168 h to 240 h the self corrosion current density was decreased, the rust layer protection became better gradually, and the corrosion rate was reduced in this stage； and from 240 h to 480 h the corrosion current density was increased and the corrosion rate was accelerated again.K e y words：s a l t spray test； oceanic atmosphere； Q345D； corrosion rate； corrosion products[收稿日期]2020-09- 16[基金项目]广东省海洋装备及制造工程技术研究中心建设（A16287)资助[通信作者]王贵（1963-),博士，教授，主要研究方向为海洋装备及材料腐蚀与防护技术，电话：138****0363,E-mail: 138****************第54卷•第3期.2021年3月m〇前言近年来，Q345D需求量逐年增大。

Q235和Q345钢在模拟海水中的腐蚀行为

ａｎｄＱ３４５ｓｔｅｅｌｈａｓｌｉｔｔｌｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｓｔａｔｉｃｓｅａｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｒｅａｃｈｉｎｇａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ０．２８ｍｍ／ａａｔ４０。Ｃ．ＴｈｅｓｔｉｒｒｉｎｇｒａｔｅｈａｓａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＱ２３５ａｎｄＱ３４５ｓｔｅｅｌ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆＳＥＭａｎｄＥＤＳ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒａｔｅｏｆＱ２３５
第３３卷第１期
２０１３年３月
辽
宁
石
油
化工大源自学学报
Ｖｏ１．３３ＮＯ．１
Ｍａｒ．２０】３
Ｊ（）ＵＲＮＡＩＯＦＩＩＡ（）ＮＩＮＧ－ＳＨＩＨＵＡＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
文章编号：１６７２６９５２（２０１３）０１－０００５ — ０４

耐蚀合金钢在海洋环境中的耐蚀性能研究

耐蚀合金钢在海洋环境中的耐蚀性能研究主要内容：一、介绍海洋环境对金属材料的腐蚀作用二、耐蚀合金钢的特性及其在海洋环境中的应用三、耐蚀性能评价方法四、耐蚀合金钢在海洋环境中的耐蚀性能研究进展五、研究结果及对现有问题的讨论六、提高耐蚀合金钢耐蚀性能的方法探讨七、结论一、介绍海洋环境对金属材料的腐蚀作用海洋环境中，金属材料长期受到海水中的激进化学环境和海洋生物的腐蚀作用。

海水中的氯离子、氧、二氧化碳、硫化物等物质会导致金属材料的腐蚀速率加快。

此外，生物污垢和微生物的附着也会促使金属材料的腐蚀，对海洋结构和设备的安全性和可靠性造成潜在威胁。

二、耐蚀合金钢的特性及其在海洋环境中的应用耐蚀合金钢是一种特殊的钢材，其特点是具有很高的抗蚀性能，同时具备了普通钢的强度和可焊接性。

这种特性使得耐蚀合金钢在海洋环境中得到广泛应用，如海上石油钻井平台、海洋工程结构、海上船舶等。

耐蚀合金钢的应用可以有效减缓金属材料在海洋环境下的腐蚀速度，延长使用寿命。

三、耐蚀性能评价方法在研究耐蚀合金钢在海洋环境中的耐蚀性能时，需要采用科学的方法进行评价。

常见的评价方法包括失重法、电化学方法、表面分析方法等。

失重法通过计算金属材料的质量变化来评估其腐蚀程度。

电化学方法可以通过测量电流及其他电化学参数来研究材料的耐蚀性能。

表面分析方法常用的有扫描电子显微镜、能谱分析仪等，可以观察材料的表面腐蚀情况。

四、耐蚀合金钢在海洋环境中的耐蚀性能研究进展针对耐蚀合金钢在海洋环境中的耐蚀性能研究，近年来有许多重要的进展。

一方面，研究者通过改变合金的化学成分和微观结构，提高了耐蚀合金钢的耐蚀性能。

另一方面，一些新型涂层和涂覆技术的引入，进一步增强了耐蚀合金钢的耐蚀性能。

此外，研究者还通过实验研究和数值模拟等方法，深入了解了海洋环境中耐蚀合金钢的腐蚀行为，并提供了重要的理论基础。

五、研究结果及对现有问题的讨论从目前的研究结果来看，耐蚀合金钢在海洋环境中的耐蚀性能得到了显著提高。

新型耐海水腐蚀不锈钢的研究

￣６０．０４Ｐ０Ｃ
，
，
Ｃ１５
００４Ｓ２ ∞ 一，
。
试验钢选择铬含量为１～２。８２２）钼。钼是提高不锈钢耐孑蚀和缝隙腐蚀最Ｌ
有效的合金元素，铬的作用大３倍多。因此试验比
ＺＨ０ＵＢｏ
（ｉｈｕｎＶｏａｉａｌＩｔｔｅｏｉｎｃｎｄＴｅｃＹｎｃａｃｔｏｎｎｓｉｕｔｆＳｃｅｅａｈｎｏｏｇｙ，ｎｈｕａ７５０５，Ｃｈｉａ）ｌＹｉｃｎ１０ｎＡｂｓｒｃ：ｎｔｏｄｕｅｉｈｓｒｎｇｔｔｉｌｓｔｅｅｓｓａｎｏｓａｔｒｃｒｉｎ，ｂｅｎｓｏａｅｕｌｓｌｃｉｎｏｔｔａｔＩｒｃｄａｈｇｔｅｈｓａｎｅｓｓｅｌｒｉｔｔｔｅｗａｅｏｒｏｓｏｙｍａｆｃｒｆｅｅｔｏｆｉｓｃｍｉａｏｍｐｉｉｓａｅｔｎｇ，Ｔｈｅｉｐｃｉａａｒｅｕｔｔｈｅｔｓａｐｌｓｆｒｔａｒａｍｅ，ｐｉｔｎｏｒｏｈｅｃｌｃｏｓｔｏｎｎｄｍｌｉｎｓｅｔｏｎｗｓｃｒｉｄｏｏｔｅｔｓｍｅｏｈｅｈｅｔｔｅｔｎｔｔｉｇｃｒ — ｓｏｎ，ｍｅｈａｃｌｐｏｒｙ，ｍｅａ１ｉｃｎｉａｒｐｅｔｔｌａｏｇｒｐｈｉｔｕｔｅ，ｔｎｏｍｐｅｗｉｈｔ６Ｌ，ｎｄｔｄｎａｇｓ，ｔｈａａｔｒｓｉｓｃｓｒｃｕｒｈｅｃａｒｔｈｅ３１ａｈｅａｖａｔｅｈｅｃｒｃｅｉｔｃ

海水中钢的腐蚀产物及影响

海水中钢的腐蚀产物及影响海水中钢的腐蚀产物及影响1. 引言海洋中的水含有丰富的盐分和各种化学物质，这使得海水对金属材料具有极强的腐蚀性。

钢作为常用的结构材料之一，在海水环境中会遭受到严重的腐蚀。

本文将探讨海水中钢的腐蚀产物及其对结构材料的影响。

2. 海水中的腐蚀过程海水中的腐蚀主要是电化学腐蚀过程，可以通过氧化还原反应来描述。

当钢与海水接触时，形成了一个复杂的电化学系统，其中包括阳极、阴极和电解质。

钢表面的阳极氧化反应产生了一系列腐蚀产物。

3. 钢的腐蚀产物海水中钢的腐蚀产物主要包括：(1) 氧化铁(Fe2O3): 这是钢腐蚀后的主要产物，形成了钢表面的锈层。

锈层不仅会导致钢材的进一步腐蚀，还会降低钢材的力学性能和耐久性。

(2) 氢氧化铁 (Fe(OH)3): 这是一种沉淀物，常见于腐蚀严重的环境。

它会增加钢的质量，影响钢结构的稳定性。

(3) 氯化物: 海水中含有大量的氯离子，当钢腐蚀时，氯离子会与铁离子结合形成氯化铁。

氯化物的存在加速了钢的腐蚀速度。

4. 钢的腐蚀对材料的影响(1) 强度衰减: 钢在海水中长期暴露会导致腐蚀产物的积累，这会降低钢的强度和刚度。

一旦钢的强度衰减到一定程度，会威胁到结构的安全性。

(2) 耐久性降低: 海水中钢的腐蚀会缩短材料的使用寿命，尤其是在海洋工程和船舶领域。

腐蚀会导致钢材的疲劳和断裂，进而影响结构的正常运行。

(3) 维护和修复成本增加: 海水中钢的腐蚀需要耗费大量经济资源和时间用于维护和修复。

在设计和建造海洋工程等相关结构时，需要考虑腐蚀的影响并采取相应的防护措施。

5. 针对海水腐蚀的防护措施为了减少海洋环境对钢材的腐蚀，可以采取以下防护措施：(1) 使用耐腐蚀的钢材: 铬、镍等金属元素的添加可以提高钢材的耐蚀性。

不锈钢和镀锌钢等材料适用于海洋环境。

(2) 进行防腐涂层: 涂覆一层防腐漆或防腐涂料能够有效隔离海水与钢结构的接触，减少腐蚀的发生。

(3) 电化学保护: 通过施加电流或使用阴极保护系统，可以减缓腐蚀反应的进行，延长钢结构的使用寿命。

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加人能够促进钢表面致密锈层的生成及锈层的稳定化，从而有助于提高钢的耐蚀性能。
粗糙度按照ＧＢ１０３１进行，Ｒａ最大允许值为３．２１ｃｍ，取平行样品数目３个，试验前采用脱脂剂除去试样表面
油污，用无水酒精清洗试样，用吹风机吹干，测量试样尺寸并称原始重量。２．４盐雾实验７试样尺寸为５ｘ１５０ｘ３ｍｍ，按ＪＩＳ２２３７１标准进行连续喷雾盐雾实验，溶液为５％中性ＮａＣｌ溶液，盐雾箱内相对湿度大于９８％，温度３５Ｃ，连续喷雾，盐雾沉降量１－－２ｍ１／８０ｃｍ２，实验周期为５００小时。２．５湿热实验试样尺寸同盐雾试验，实验温度４７９Ｃ，相对湿度为９８％ＲＨ，实验周期为１０００小时。２．６自然腐蚀电位测量电位测量试样尺寸为４０ｘ４０Ｘ３ｍｍ，表面为机加工状态。对比钢种选用Ｑ３４５Ｂ（国产１、国产２）及ＳＭ４９０Ａ（国产），腐蚀介质为人造海水，实验温度为３０Ｃ，采用双电极测试体，参比电极为饱和甘汞电极（ＳＣＥ）。每隔一定的时间测定腐蚀电极的自然腐蚀电位，监测其随浸泡时间的变化情况。
自１９４６年开始致力于对具有耐飞溅区腐蚀性能的耐海水用钢板桩钢进行了开发，在耐蚀性、经济性等方面更详细地研究了Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ系的低合金钢，于１９５１年诞生了Ｍａｒｉｎｅｒ钢，其在飞溅区比普通钢具有优秀的
耐蚀性川。
日本从经济性、焊接性及耐蚀性等方面对耐海水腐蚀钢进行了改进，如为了抑制生产成本的提高，把高价的添加元素Ｎｉ替换为Ｃｒ；为了进一步提高耐蚀性，考虑了Ｎｉ一Ｃｕ一Ｐ或Ｃｒ以外的其它合金元素，如添加Ａ１，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔｉ等；为了扩大钢板桩或者钢桩以外的使用领域，着重提高焊接性及可加工性能，形成了具
Ｑ３４５Ｃ一ＮＨＹ３耐海水腐蚀钢耐蚀性能研究
李自刚‘ 钱余海１张全成２
（宝山钢铁股份公司１技术中心；２冷轧厂，上海，２０１９００）
摘要通过周浸循环加速腐蚀实验、模拟海水全浸和间浸、连续盐雾、湿热等系列实验室加速腐蚀实验，采用失重法并结合电化学测试技术研究了Ｑ３４５Ｃ－ＮＨＹ３耐海水腐蚀钢在多种人工模拟腐蚀环境条件下的耐蚀性能。结果表明：合理的合金成分体系设计使Ｑ３４５Ｃ－ＮＨＹ３钢具有良好的耐蚀性能，与碳钢相比优势明显。本文还简
试验设备采用中国船舶集团７２５所制造的全浸试验机，试样固定在旋转的试样架上，试样在腐蚀介质中的运动速度为ｌｍ／秒，试验介质为３．５％ＮａＣＩ溶液，试验温度为３０ｒ－，试验时间为３０天。２．３间浸试验试验设备采用中国船舶集团７２５所制造的间浸试验机，试样固定在旋转轮上，旋转轮每小时旋转１周，试样暴露在介质和空气中的时间分别为１０和５０分钟。试验介质为３．５％ＮａＣＩ溶液，溶液温度为３０＇Ｃ，空气温度为３５ｒ－，试验时间为３０天。全浸、间浸试样尺寸为１００Ｘ３０Ｘ３ｍｍ，对比钢种选用Ｑ３４５Ｂ（国产１、国产２）及ＳＭ４９０Ａ（国产），表面
。一ＦｅＯＯＨ、非晶态的中间过渡性产物，在某些特殊的环境条件下也可能产生其它不稳定晶型的化合物，如ｐ
一ＦｅＯＯＨ，ｙ一ＦｅＯＯＨ等。同普碳钢相比，在耐候钢中添加合金元素的作用下，耐候钢锈层的锈层结构致密，其内锈层由合金元素置换的ａ一ＦｅＯＯＨ构成，裂纹及缺陷数量少，内锈层晶粒细小，在一定的条件下甚至为纳米晶结构。ａ－ＦｅＯＯＨ具有离子选择性透过效应（阳离子选择性），即可以阻碍外界具有侵蚀作用的阴离子与金属直接接触，同时ａ－ＦｅＯＯＨ热力学稳定，不能参与电化学过程的阴极反应过程而被还原成为不稳定的化合物，这种内锈层的特殊结构赋与了耐候钢优良的耐候性能。图３为四种钢经１２０小时浸泡后的自然腐蚀电位变化曲线。结果表明，四种钢的自然腐蚀电位均经历一个下降并趋于稳定的过程。前期自然腐蚀电位下降可能是由于钢表面生产过程中存在氧化膜溶解所致。之后的过程中新鲜钢铁表面与溶液作用不断生成腐蚀产物，而ＣＩ一存在同时破坏钝化膜层，两者相互作用使腐蚀电位不断变化。
０９ＣｕＰＮＩＣｒＡ）。
０实验条件：．０１ＭＮａＨＳ０３溶液，ｐＨ值４．４一４．８，补加溶液浓度０．０２Ｍ，溶液温度：４５士２｀Ｃ，箱内相对湿度７０士５％ＲＨ，周浸周期设定为６０分钟，其中浸润时间为１２士１．５分钟，实验时间为４８，７２，９６，１２０小时。２．２全浸试验
溶解度限制，钢的腐蚀速率相对低。
周浸循环腐蚀实验为评价耐候钢耐蚀性能最基本的实验方法。由图２ａ）可知，随着循环次数的增加，两种普通碳钢的失重量加大，呈现为近似线性关系，表明表面生成的锈层保护性能较差。而Ｑ３４５Ｃ一ＮＨＹ３钢的耐候性与仿Ｃｏｒｔｅｎ钢０９ＣｕＰＮｉＣｒＡ基本相同，随着循环次数的增加钢的失重量变化不明显。图２ｂ表明，经７２次循环腐蚀后四种钢的腐蚀速率趋于稳定，表明锈层达稳定化。Ｑ３４５Ｃ一ＮＨＹ３钢经１２０次循环腐蚀后腐蚀速率继续下降，表明生成的表面锈层具有较好的保护性能。耐候钢的耐腐蚀性能与表面锈层特性密切相关。在大气环境条件下，钢表面的锈层主要成分为Ｆｅ３ｑ、
２实验方法
本研究的主要材料是宝钢生产的牌号为Ｑ３４５Ｃ－ＮＨＹ３的低碳Ｃｒ一Ｃｕ一Ｍｏ系耐海水腐蚀钢，其化学成分见表１。基本生产工艺流程是：铁水深脱硫￣转炉￣炉外精炼（ＬＦ一ＲＨ喂钙丝）一连铸（机清）一板坯再加热一控制轧制一控制冷却￣卷取￣精整一交货。
３实验结果及讨论
海洋环境腐蚀可以分为大气、海水飞溅区、潮差区、全浸区及海底海泥等五个区域，由于受供氧条件、氯离子含量及干湿交替作用等环境因素的影响，钢材在海水飞溅区腐蚀状况最为严重。海洋大气及海洋环境中氯离子含量相对较高，钢材表面难以形成稳定的保护性锈层，钢材的腐蚀极为严重。应用于海洋环境条件下的钢材必须通过添加微量合金元素保证钢材表面能够形成含有特定结构、具有离子选择特性的致密保护锈层，以提高其耐海水腐蚀性能。图Ｉ为不同钢种在全浸及间浸实验条件下的腐蚀速率对比，该实验条件可以近似模拟实海环境的全浸区和飞溅区。可见，全浸条件下Ｑ３４５Ｃ－ＮＨＹ３钢的腐蚀率最低，在间浸实验条件下腐蚀速率也较低，仅略高于Ｑ３４５Ｂ钢（国产１）。另外，Ｑ３４５Ｃ－ＮＨＹ３钢的显著特点是在全浸及间浸实验条件下腐蚀速率基本相当，即相对于Ｍａｒｉｎｅｒ钢，其全浸区的耐蚀性能得到进一步的改进。钢在海水中的腐蚀过程为电化学过程，受供氧条件的限制，其腐蚀过程受氧的阴极去极化过程控制。由于在飞溅区氧的供应充分，阴极去极化反应充分，因此腐蚀速率相对最大，而在全浸区由于受氧在海水中的
要探讨了合金元素对提高钢耐海水腐蚀性能的影响机制。
关键词耐海水腐蚀钢加谏腐蚀实验耐蚀性能
１前言
耐海水腐蚀钢是为应用于潮流发电、海水发电、海水温差发电设备及海滨大型跨海桥梁、与海洋开发相关的海底容器、用于资源开发的各种大型海洋构件以及造船用钢等领域而开发的一类低合金钢。国外对耐海洋性环境腐蚀用钢的研究始于２０世纪３０年代，其中最为活跃的国家是美国和日本。美国
ｂａｌａｎｃｅ
成０．１２
成１．００
（１．５０
毛０．０３０
毛０．０３０
镇０．４０
毛１．３０
毛０．３０
２．１周浸循环腐蚀
实验标准：ＴＢ／Ｔ为普碳钢及集装箱用耐候钢（Ｑ３４５ｇＤ，ＳＳ４００，
表１Ｑ３４５Ｃ一ＮＨＹ３化学成分（质量分数％）
ＦｅＣＳｉＭｎＰＳＣｕＣｒＭｏ
有自身特色的Ｃｕ－Ｃｒ－Ｐ，Ｃｕ－Ｃｒ－Ａｌ－Ｐ，Ｃｕ－Ｃｒ－Ｍｏ系列耐海水腐蚀钢［［２ｌ０
我国从１９６５年起对１６种耐海水腐蚀钢在东海、南海和北海３个海域进行为期１０年的试验评估，发现在海水中Ｃｒ－Ｍｏ－Ａｌ钢和Ｃｒ－Ｍｏ－Ａｌ－ＲＥ钢具有良好的全浸耐蚀性。国内生产的低合金耐海水腐蚀钢基本上是引进了国外成熟的钢种牌号，主要有：Ｃｕ一Ｐ一Ｎｉ系的Ｍａｒｉｎｅｒ（美国）；Ｃｒ－Ｃｕ一Ｍ。系的Ｍａｒｉｌｏｙ（日本）；Ｃｒ－Ａｌ系的ＡＰＳ（法国）。宝钢一期工程从日本新日铁引进了ＭａｒｉｌｏｙＧ４１和ＭａｒｉｌｏｙＳ５０耐海水腐蚀钢。为进一步改进钢材在海洋环境飞溅带的耐腐蚀性能及可焊性，宝钢技术中心在充分借鉴日本耐海水腐蚀钢成分特点的基础上，通过优化调整化学成分及合理采用热轧轧制工艺技术，成功开发出了具有优良耐海水腐蚀及焊接性能的耐海水腐蚀钢种Ｑ３４５Ｃ－ＮＨＹ３，现已于东海洋山港深水码头工程取得了良好的应用实绩。本文通过实验室加速腐蚀实验研究了Ｑ３４５Ｃ－ＮＨＹ３钢的耐蚀性能。