D01:10.133741.ism1001053x.2009.07.040 第31卷第7期 北京科技大学学报 Vol.31 No.7 2009年7月 Journal of University of Science and Technology Beijing JuL 2009 大气腐蚀在低合金钢显微组织中的发生与发展 郭 佳杨善武尚成嘉张文华贺信菜 北京科技大学材料科学与工程学院。北京100083 摘要采用光学金相技术结合交流阻抗测量，分析了三种低合金钢在模拟的沿海大气环境中的初期腐蚀行为.实验发现 显微组织直接决定钢的初期腐蚀行为并间接影响长期腐蚀行为.在腐蚀初期。铁素体钢中的大角晶界易于被择优腐蚀。而贝 氏体内的小角晶界的择优腐蚀趋势较弱，铁素体十珠光体钢的择优腐蚀集中于珠光体及其边界.铁素体裸钢有较强的耐腐蚀 性.但其锈层电阻随腐蚀时间增加产生的增量较小：贝氏体与铁素体十珠光体裸钢的耐腐蚀性较差但其锈层电阻随腐蚀时 间增加产生的增量较大，长期腐蚀性能更优.这些结果表明.在适当合金化后，贝氏体作为新型低成本高强度耐候钢的基本组 织极具应用潜力. 关键词低合金钢：显微组织：初期腐蚀：海洋大气环境 分类号TG142.33 Incubation and development of atmospheric corrosion in the microstructures of low alloy steels GUO Jia,YANG Shan-wu,SHANG Cheng-jia,ZHANG Wen-hua.HE Xin-lai School of Materials Science and Engimeering.University of Science and Technology Beiing,Beijng 100083 China ABSTRACT Initial corrosion behaviors of three low alloy steels in simulative marine atmosphere were analy zed by optical microscopy along w ith electrochemical impedance spectra.It is found that the microstructures of the steels not only affect the initial corrosion be- haviors directly,but also influence the long term corrosion behavior indirectly.In the early stages of corrosion large-angle boundaries in ferrite are easy to be corroded on the contrary,low-angle boundaries in bainite are difficul to be corroded while preferential etch- ing in ferrite+pearlite steel alw ays concentrates on pearlite phase and its boundaries.The corrosion resistance of bare samples of fer- ritic steel is fairly good.w hereas the resistance increment of rust layer formed on the steel is little w hen prolong the test.However the resistance increment of rust layers formed on bainitic steel and ferrite+pearlite sted is large w hen prolong the test.which means the steels w ill have good corrosion resistance in a long term.despite of their lower resistances of bare steel The results indicate that. by proper alloying,bainitic steel can become a potential candidate for a new type of low cost and high strength weathering steel. KEY WORDS low alloy steek microstructures initial corrosion marine atmosphere environment 随着钢铁材料强度的不断提高，钢结构的截面 世界各国陆续研制发展了多种耐候钢，其中一些在 尺寸随之缩小，钢铁材料的大气腐蚀问题日显突出， 强度、韧性和耐大气腐蚀能力方面超过了传统的 而通过表面涂层来抵御腐蚀的传统做法则面临高昂 CORTEN系列耐候钢一.但是，这些性能更优的 的维护成本，因而具有本征抗腐蚀能力的耐候钢受 耐候钢与CORTEN-一A相比，都明显地增加了合金 到了极大重视.自从20世纪30年代美国钢铁公司 元素（如镍）的含量，导致生产成本和销售价格大幅 推出第I个以少量Cu、P、Cr和Ni为主要抗腐蚀合 度上扬，限制了这些耐候钢的应用范围.另外，以 金化元素的低合金耐候钢种CORTE一A以来，耐 CORTEN-A为代表的低合金耐候钢由于价格低 候钢的商业化己有70余年.在过去的70余年里， 廉，在世界各国得到广泛应用，例如在我国得到广泛 收稿日期：200809-23 基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目(N。.20044CB619102):国家高技术研究发展计划资助项目(No.20061A032507) 作者简介：郭佳(1978一)，女，博士研究生。E-maik guojia1017@ohu.mm:贺信莱(1938一).男，教授.博士生导师大气腐蚀在低合金钢显微组织中的发生与发展 郭 佳 杨善武 尚成嘉 张文华 贺信莱 北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083 摘 要 采用光学金相技术结合交流阻抗测量, 分析了三种低合金钢在模拟的沿海大气环境中的初期腐蚀行为.实验发现, 显微组织直接决定钢的初期腐蚀行为并间接影响长期腐蚀行为.在腐蚀初期, 铁素体钢中的大角晶界易于被择优腐蚀, 而贝 氏体内的小角晶界的择优腐蚀趋势较弱, 铁素体+珠光体钢的择优腐蚀集中于珠光体及其边界.铁素体裸钢有较强的耐腐蚀 性, 但其锈层电阻随腐蚀时间增加产生的增量较小;贝氏体与铁素体+珠光体裸钢的耐腐蚀性较差, 但其锈层电阻随腐蚀时 间增加产生的增量较大, 长期腐蚀性能更优.这些结果表明, 在适当合金化后, 贝氏体作为新型低成本高强度耐候钢的基本组 织极具应用潜力. 关键词 低合金钢;显微组织;初期腐蚀;海洋大气环境 分类号 TG142.33 Incubation and development of atmospheric corrosion in the microstructures of low alloy steels GUO Jia , YANG Shan-wu , SHANG Cheng-jia , ZHANG Wen-hua , HE Xin-lai S chool of Materials S cience and Engineering , Universit y of Science and Technology Beijing , Beijing 100083 , China ABSTRACT Initial co rrosion behavio rs of three low alloy steels in simulative marine atmosphere were analy zed by optical microscopy alo ng w ith electrochemical impedance spectra.It is found tha t the microstructures of the steels no t only affect the initial corrosion be￾haviors directly , but also influence the long term corrosion behavior indirectly.I n the early stages of corrosion, large-angle boundaries in ferrite are easy to be corroded, on the contrary , low-angle boundaries in bainite are difficult to be corroded, w hile preferential etch￾ing in ferrite + pearlite steel alw ay s concentrates on pearlite phase and its boundaries.The corrosion resistance of bare samples of fer￾ritic steel is fairly good , w hereas the resistance increment of rust lay er fo rmed o n the steel is little w hen prolong the test .However, the resistance increment of rust layers formed o n bainitic steel and ferrite +pearlite steel islarge w hen prolong the test , w hich means the steels w ill have good co rrosion resistance in a long term , despite of their lower resistances of bare steel.The results indicate that , by proper alloying , bainitic steel can become a potential candidate for a new ty pe of low cost and high streng th weathering steel . KEY WORDS low alloy steel;micro structures;initial corrosio n;marine atmo sphere environment 收稿日期:2008-09-23 基金项目:国家重点基础研究发展计划资助项目(No .20044CB619102);国家高技术研究发展计划资助项目(No .2006AA032507) 作者简介:郭 佳(1978—), 女, 博士研究生, E-mail:guojia1017@sohu.com ;贺信莱(1938—), 男, 教授, 博士生导师 随着钢铁材料强度的不断提高 ,钢结构的截面 尺寸随之缩小, 钢铁材料的大气腐蚀问题日显突出 , 而通过表面涂层来抵御腐蚀的传统做法则面临高昂 的维护成本 ,因而具有本征抗腐蚀能力的耐候钢受 到了极大重视.自从 20 世纪 30 年代美国钢铁公司 推出第 1 个以少量 Cu 、P 、Cr 和 Ni 为主要抗腐蚀合 金化元素的低合金耐候钢种 CORTEN-A 以来 , 耐 候钢的商业化已有 70 余年 .在过去的 70 余年里 , 世界各国陆续研制发展了多种耐候钢, 其中一些在 强度 、韧性和耐大气腐蚀能力方面超过了传统的 CORTEN 系列耐候钢[ 1-4] .但是 , 这些性能更优的 耐候钢与 CORTEN-A 相比, 都明显地增加了合金 元素(如镍)的含量, 导致生产成本和销售价格大幅 度上扬, 限制了这些耐候钢的应用范围 .另外, 以 CORTEN-A 为代表的低合金耐候钢由于价格低 廉 ,在世界各国得到广泛应用,例如在我国得到广泛 第 31 卷 第 7 期 2009 年 7 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol .31 No.7 Jul.2009 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2009.07.040