钢铁研究学报

作者：刘炳驿^1,2, 高博², 周强², 陈润农^2,3, 曹燕光², 黄贞益¹, 李昭东²

单位：1.安徽工业大学冶金工程学院,安徽马鞍山243032;；2.钢铁研究总院有限公司工程用钢研究院,北京100081;；3.河南钢铁集团有限公司,河南郑州450046

关键词：铁素体-珠光体钢,耐蚀元素,力学性能,腐蚀行为,腐蚀动力学

基金：中国钢研科技集团有限公司自主研发专项资助项目(23G61570)

为揭示耐蚀元素对铁素体-珠光体钢力学性能及腐蚀行为的影响,在碳钢的基础上,设计制备了3种耐候钢,依次添加了0.35% Cu、0.32% Cr和0.16% Ni(质量分数)。显微组织及性能表征结果表明,随着Cu、Cr、Ni元素的逐次添加,铁素体-珠光体钢中先共析铁素体含量逐渐降低,珠光体片层间距逐渐细化。室温条件下,含CuCrNi钢相对碳钢屈服强度提高了80 MPa,且塑韧性相较碳钢未造成损害。模拟大气腐蚀环境(NaHSO₃溶液)的电化学及实验室周期性浸润腐蚀试验结果表明,随着Cu、Cr、Ni元素的添加,实验钢自腐蚀电位逐渐升高,抗腐蚀能力提升;腐蚀3~5 d,不同成分实验钢腐蚀速率均随着腐蚀时间的延长逐渐降低,此时Cu钢的腐蚀速率最快,CuCrNi钢的腐蚀速率最慢;腐蚀时间延长至10 d,含Cu钢、含CuCrNi钢的腐蚀速率进一步下降,但含CuCr钢的腐蚀速率略有增加,且高于含Cu钢及含CuCrNi钢,这说明CuCr钢的耐蚀能力有所下降。腐蚀产物的X射线衍射仪分析表明,实验钢腐蚀产物均由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe₃O₄组成,其中α-FeOOH占比最高,其次是γ-FeOOH和Fe₃O₄。腐蚀10 d后,添加Cu、Cr、Ni元素实验钢的α/γ(α-FeOOH/γ-FeOOH)均增加,这说明锈层稳定性有所增加,且CuCr钢的α/γ最小。可见,长时间腐蚀后,含Cr钢锈层稳定性较低,分析认为与Cr³⁺的水解反应有关。进一步添加Ni元素后,有助于形成更加致密的锈层,缓解水解反应的不利影响,提升锈层稳定性,因此CuCrNi钢表现出更高的耐蚀性能。

来源：2025年第5期

《钢铁研究学报》期刊编辑部

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