328 工程科学学报，第43卷，第3期 测，在交变应力和复杂严酷腐蚀环境的耦合作用 参考文献 下，纳米析出相对高强度低合金钢腐蚀疲劳过程 [1]Xu XX,You G Q,Ding Y H,et al.Microstructure and mechanical 中的阳极溶解及氢致开裂机制可能均有重要的抑 properties of inertia friction welded joints between high-strength 制作用. low-alloy steel and medium carbon steel./Mater Process Technol, 然而，目前有关纳米析出相对高强度低合金 2020,286:116811 钢的腐蚀疲劳敏感性的影响规律、失效机理、力 [2]Zhang XG.Development of high strength low alloy steel in recent 学和电化学的交互作用等都尚未有清晰的认识， years.Iron Steel,2011,46(11):1 (张晓刚.近年来低合金高强度钢的进展.钢铁，2011,46(11)：1) 这些因素都直接制约着高品质耐腐蚀疲劳钢的发 [3]Jiang S H,Wang H,Wu Y,et al.Ultrastrong steel via minimal 展.因此，针对纳米析出相对高强度低合金钢腐蚀 lattice misfit and high-density nanoprecipitation.Narure,2017, 疲劳的影响可能需要开展以下工作：(1)研究在典 544(7651):460 型循环应力条件、环境因素协同作用下，纳米析出 [4]Kim H J,Jeon S H,Yang WS,et al.Effects of titanium content on 相对腐蚀疲劳裂纹萌生、扩展的影响规律与机制； hydrogen embrittlement susceptibility of hot-stamped boron steels. (2)研究并明确优化的微合金元素含量和纳米析 JAlloys Compd,2018,735:2067 出相尺寸范围，有效改善钢的腐蚀疲劳性能，为高 [5]LiLF,Song B.Cheng J,et al.Effects of vanadium precipitates on 品质耐蚀钢的开发和应用提供理论和数据支持 hydrogen trapping efficiency and hydrogen induced cracking resistance in X80 pipeline steel.Int J Hydrogen Energy,2018, 6结语 43(36):17353 [6]Yong Q L,Sun X J,Zheng L,et al.Roles of second phases in 随着相关研究的不断推进，高强度低合金钢 structural steels.Sci Technol Innov Herald,2009(8):2 中纳米析出相对腐蚀行为影响的作用规律与机制 (雍岐龙，孙新军，郑磊，等.钢铁材料中第二相的作用.科技创 已经部分明确，纳米析出相不仅可以大幅度提高 新导报，2009(8)：2) 高强度低合金钢的强韧性，还可以有效抑制各种 [7]Wei H,Chen Y L,Yu W,et al.Study on corrosion resistance of 形式腐蚀失效的发生.纳米析出相通过改善组织 high-strength medium-carbon spring steel and its hydrogen 均匀性、细化晶粒、降低位错密度和内应力的局 induced delayed fracture.Constr Build Mater,2020,239:117815 部集中、提高小角度品界比例、调整不同类型重 [8]Huang Y.Zhao A M.Cheng Y F,et al.Interphase precipitation behavior of nano-sized carbides in low carbon steel.Chin J Eng, 位点阵晶界的数量与分布、消除裂纹扩展择优方 2015,37(7):896 向等改善钢的微观组织，以及通过增加小角品界 (黄耀，赵爱民，程永峰，等.低碳钢中纳米尺寸碳化物的相间析 比例和晶界总量、增加可逆氢陷阱、降低品格中 出行为.工程科学学报，2015,37(7)：896) 的氢含量、阻碍氢的迁移和聚集的氢陷阱效应两 [9]Wang Y Q,Clark S J,Janik V,et al.Investigating nano- 方面，改善高强度低合金钢的耐蚀性、抑制应力腐 precipitation in a V-containing HSLA steel using small angle 蚀以及各类氢损伤裂纹的萌生与扩展.其对耐腐 neutron scattering.Acta Mater,2018,145:84 蚀性能和抗氢损伤性能的效果与尺寸、共格性、 [10]Park T M,Kim H J,Um H Y,et al.The possibility of enhanced 数量等有关.尺寸细小且与基体共格或半共格的 hydrogen embrittlement resistance of medium-Mn steels by 纳米析出相可以有效提高钢的耐蚀性能，而其作 addition of micro-alloying elements.Mater Charact,2020,165: 110386 为阴极相促进钢基体阳极溶解的负面作用可以忽 [11]Ma J,Zhang B.Wang J Q,et al.Anisotropic 3D growth of 略.随尺寸增大，纳米析出相将逐渐失去共格相界 corrosion pits initiated at MnS inclusions for A537 steel during 面，对钢基体耐蚀性能的改善作用逐渐减弱，当尺 corrosion fatigue.Corros Sci,2010,52(9):2867 寸增大到一定程度时，会恶化钢基体的耐蚀性能 [12]Mohammed S,Hua Y,Barker R,et al.Investigating pitting in X65 这在一定程度上与纳米析出相尺寸对钢的力学性 carbon steel using potentiostatic polarisation.Appl Surf Sci,2017, 能影响规律相同.因此为保证高强度低合金钢具 423:25 有优良的力学性能和耐蚀性能，需通过控轧控冷 [13]Zhang B,Ma X L.A review-Pitting corrosion initiation inve- stigated by TEM.J Mater Sci Technol,2019,35(7):1455 工艺实现纳米析出相处于特定的尺寸范围以及分 [14]Hao W K.Liu Z Y,Wu W,et al.Electrochemical characterization 布状态.但同时也应该看到，纳米析出相对高强度 and stress corrosion cracking of E690 high strength steel in wet- 低合金钢的某些腐蚀行为，特别是腐蚀疲劳的影 dry cyclic marine environments.Mater Sci Eng 4,2018,710:318 响规律和机制尚不清楚，这将是今后研究的重点 [15]Hur D H,Han J H,Lee U C,et al.Microchemistry of Ti- 内容 carbonitrides and their role in the early stage of pit initiation of测，在交变应力和复杂严酷腐蚀环境的耦合作用 下，纳米析出相对高强度低合金钢腐蚀疲劳过程 中的阳极溶解及氢致开裂机制可能均有重要的抑 制作用. 然而，目前有关纳米析出相对高强度低合金 钢的腐蚀疲劳敏感性的影响规律、失效机理、力 学和电化学的交互作用等都尚未有清晰的认识， 这些因素都直接制约着高品质耐腐蚀疲劳钢的发 展. 因此，针对纳米析出相对高强度低合金钢腐蚀 疲劳的影响可能需要开展以下工作：（1）研究在典 型循环应力条件、环境因素协同作用下，纳米析出 相对腐蚀疲劳裂纹萌生、扩展的影响规律与机制； （2）研究并明确优化的微合金元素含量和纳米析 出相尺寸范围，有效改善钢的腐蚀疲劳性能，为高 品质耐蚀钢的开发和应用提供理论和数据支持. 6    结语 随着相关研究的不断推进，高强度低合金钢 中纳米析出相对腐蚀行为影响的作用规律与机制 已经部分明确，纳米析出相不仅可以大幅度提高 高强度低合金钢的强韧性，还可以有效抑制各种 形式腐蚀失效的发生. 纳米析出相通过改善组织 均匀性、细化晶粒、降低位错密度和内应力的局 部集中、提高小角度晶界比例、调整不同类型重 位点阵晶界的数量与分布、消除裂纹扩展择优方 向等改善钢的微观组织，以及通过增加小角晶界 比例和晶界总量、增加可逆氢陷阱、降低晶格中 的氢含量、阻碍氢的迁移和聚集的氢陷阱效应两 方面，改善高强度低合金钢的耐蚀性、抑制应力腐 蚀以及各类氢损伤裂纹的萌生与扩展. 其对耐腐 蚀性能和抗氢损伤性能的效果与尺寸、共格性、 数量等有关. 尺寸细小且与基体共格或半共格的 纳米析出相可以有效提高钢的耐蚀性能，而其作 为阴极相促进钢基体阳极溶解的负面作用可以忽 略. 随尺寸增大，纳米析出相将逐渐失去共格相界 面，对钢基体耐蚀性能的改善作用逐渐减弱，当尺 寸增大到一定程度时，会恶化钢基体的耐蚀性能. 这在一定程度上与纳米析出相尺寸对钢的力学性 能影响规律相同. 因此为保证高强度低合金钢具 有优良的力学性能和耐蚀性能，需通过控轧控冷 工艺实现纳米析出相处于特定的尺寸范围以及分 布状态. 但同时也应该看到，纳米析出相对高强度 低合金钢的某些腐蚀行为，特别是腐蚀疲劳的影 响规律和机制尚不清楚，这将是今后研究的重点 内容. 参    考    文    献 Xu X X, You G Q, Ding Y H, et al. Microstructure and mechanical properties  of  inertia  friction  welded  joints  between  high-strength low-alloy steel and medium carbon steel. J Mater Process Technol, 2020, 286: 116811 [1] Zhang X G. Development of high strength low alloy steel in recent years. Iron Steel, 2011, 46（11）: 1 （张晓刚. 近年来低合金高强度钢的进展. 钢铁, 2011, 46（11）：1） [2] Jiang  S  H,  Wang  H,  Wu  Y,  et  al.  Ultrastrong  steel via minimal lattice  misfit  and  high-density  nanoprecipitation. Nature,  2017, 544（7651）: 460 [3] Kim H J, Jeon S H, Yang W S, et al. Effects of titanium content on hydrogen embrittlement susceptibility of hot-stamped boron steels. J Alloys Compd, 2018, 735: 2067 [4] Li L F, Song B, Cheng J, et al. Effects of vanadium precipitates on hydrogen  trapping  efficiency  and  hydrogen  induced  cracking resistance  in  X80  pipeline  steel. Int J Hydrogen Energy,  2018, 43（36）: 17353 [5] Yong  Q  L,  Sun  X  J,  Zheng  L,  et  al.  Roles  of  second  phases  in structural steels. Sci Technol Innov Herald, 2009（8）: 2 （雍岐龙, 孙新军, 郑磊, 等. 钢铁材料中第二相的作用. 科技创 新导报, 2009（8）：2） [6] Wei H, Chen Y L, Yu W, et al. Study on corrosion resistance of high-strength  medium-carbon  spring  steel  and  its  hydrogen￾induced delayed fracture. Constr Build Mater, 2020, 239: 117815 [7] Huang  Y,  Zhao  A  M,  Cheng  Y  F,  et  al.  Interphase  precipitation behavior of nano-sized carbides in low carbon steel. Chin J Eng, 2015, 37（7）: 896 （黄耀, 赵爱民, 程永峰, 等. 低碳钢中纳米尺寸碳化物的相间析 出行为. 工程科学学报, 2015, 37（7）：896） [8] Wang  Y  Q,  Clark  S  J,  Janik  V,  et  al.  Investigating  nano￾precipitation  in  a  V-containing  HSLA  steel  using  small  angle neutron scattering. Acta Mater, 2018, 145: 84 [9] Park T M, Kim H J, Um H Y, et al. The possibility of enhanced hydrogen  embrittlement  resistance  of  medium-Mn  steels  by addition  of  micro-alloying  elements. Mater Charact,  2020,  165: 110386 [10] Ma  J,  Zhang  B,  Wang  J  Q,  et  al.  Anisotropic  3D  growth  of corrosion  pits  initiated  at  MnS  inclusions  for  A537  steel  during corrosion fatigue. Corros Sci, 2010, 52（9）: 2867 [11] Mohammed S, Hua Y, Barker R, et al. Investigating pitting in X65 carbon steel using potentiostatic polarisation. Appl Surf Sci, 2017, 423: 25 [12] Zhang  B,  Ma  X  L.  A  review ‒Pitting  corrosion  initiation  inve￾stigated by TEM. J Mater Sci Technol, 2019, 35（7）: 1455 [13] Hao W K, Liu Z Y, Wu W, et al. Electrochemical characterization and  stress  corrosion  cracking  of  E690  high  strength  steel  in  wet￾dry cyclic marine environments. Mater Sci Eng A, 2018, 710: 318 [14] Hur  D  H,  Han  J  H,  Lee  U  C,  et  al.  Microchemistry  of  Ti￾carbonitrides  and  their  role  in  the  early  stage  of  pit  initiation  of [15] · 328 · 工程科学学报，第 43 卷，第 3 期