,18 北京科技大学学报 第30卷 钢，水冷钢的组织主要为板条宽度较细的板条状贝 如图1(e)所示，由明显较为粗大的铁素体和珠光体 氏体，有部分针状铁素体（图1(c)所示）；空冷的钢 组成 的组织中大部分组织为准多边形铁素体、粒状贝氏 1.2.2力学性能 体和针状铁素体，且出现了较多的渗碳体（珠光体） 实验钢和对比钢经过控轧控冷以后，测得力学 (如图1(d)所示)，对比样O9 CuPCrNi的显微组织 性能如表2所示 表2实验钢的力学性能 Table 2 Mechanical properties of experimental steels 抗拉强度， 屈服强度， 伸长率， 冲击断裂吸收功，A小 试样 冷却方式 R/MPa Ra/MPa A/% 0℃ -20℃ -40℃ 1#-1 水冷 843 712 14.5 99.3 102.7 94.7 1*-2 空冷 625 472 22.0 134.7 135.7 121.7 2#-1 水冷 1235 978 11.5 45.0 46.0 43.0 2#-2 空冷 783 493 19.5 63.0 58.0 58.0 09CuPCrNi 485 380 36.0 42.0 42.0 42.0 注：冲击断裂吸收功测试试样为半厚度试样 碳含量为0.03%的1#钢，经过水冷，屈服强度 腐蚀速率又开始减慢；最终减薄量最多的是对比样 能达到712MPa;碳含量为0.1%的2#钢，经过水 09 CuPCrNi,.最少的是含碳0.03%的1钢水冷样 冷，屈服强度高达978MPa,但是冲击韧性较差，半 品，即低碳贝氏体钢 厚度试样一40℃冲击断裂吸收功为43J.1#和2# 1钢水冷样品和2*钢水冷样品的减薄量一腐 钢经过空冷后的屈服强度差别不大，在470~ 蚀周期数曲线基本吻合，两种样品的耐蚀性均优于 490MPa范围.可以看出，实验钢屈服强度比 对比钢.而由图1(a)和(c),经过水冷后两种钢均以 O9 CuPCrNi(380MPa)高 板条状贝氏体为主体组织，这说明在组织相同的前 1.2.3腐蚀实验结果 提下，碳含量对耐蚀性的影响不大， 实验样品的腐蚀减薄量随腐蚀周期的变化如 比较1#和2#钢空冷样品的耐蚀性可以看出， 图2所示，图中每个周期下试样腐蚀减薄量由三个 虽然二者均优于对比钢，但1#钢的最终减薄量小于 试样减薄量测量值求平均得到，三个试样的均方差 2#钢.当钢的组织类型为铁素体和渗碳体（珠光体） 在0.001~0.002mm范围 等构成的复相组织时，渗碳体少的低碳钢耐蚀性比 0.08 较好，而碳含量0.1%的2#钢空冷后的耐蚀性和对 0.07 。-1#钢水冷 一2#钢水冷 比钢相近， 0.06 1#钢空冷 比较1#钢水冷和空冷样品可以看到，两线基本 0.05 一2#钢空冷 ◆-09 CuPCrNi 吻合，且明显优于对比钢.而由图1(a)和(b)知道， 0.03 二者组织类型并不一样.在碳含量较低(0.03%) 0.02 时，虽然在采取不同方式冷却后，组织有所差别，但 0.01 由于钢中渗碳体（珠光体）量很少，因此耐蚀性的差 别不大 周期数 对于碳含量增加到0.1%的2*钢，水冷样品的 图2实验样品的腐蚀减薄量随周期的变化曲线 腐蚀减薄量小于空冷样品，因而，碳含量较高的时 Fig.2 Depth loss curves of experimental steels to cyclic number 候，组织类型对钢的耐蚀性影响更明显，显微组织更 为单一、均匀的水冷样品的钢耐蚀性更佳 由图可以看出：各实验钢腐蚀减薄量随腐蚀时 1.2.4锈层形貌观察 间延长均呈上升趋势，但腐蚀减薄速度随腐蚀时间 为了观察锈层表面的生长趋势，用数码相机拍 而变化，对于大部分样品，开始阶段，腐蚀速率较 摄的干湿循环加速腐蚀实验（周浸实验）1钢水冷 低；2~3个周期后腐蚀速率明显增加，各试样的差 样品各周期表面锈层宏观形貌如图3所示 别主要在这期间呈现出来；腐蚀时间进一步延长后， 可以看出，1钢水冷样品腐蚀实验初级阶段钢‚水冷钢的组织主要为板条宽度较细的板条状贝 氏体‚有部分针状铁素体（图1（c）所示）；空冷的钢 的组织中大部分组织为准多边形铁素体、粒状贝氏 体和针状铁素体‚且出现了较多的渗碳体（珠光体） （如图1（d）所示）．对比样09CuPCrNi 的显微组织 如图1（e）所示‚由明显较为粗大的铁素体和珠光体 组成． 1∙2∙2 力学性能 实验钢和对比钢经过控轧控冷以后‚测得力学 性能如表2所示． 表2 实验钢的力学性能 Table2 Mechanical properties of experimental steels 试样 冷却方式 抗拉强度‚ Rm／MPa 屈服强度‚ Re／l MPa 伸长率‚ A／％ 冲击断裂吸收功‚A kv／J 0℃ —20℃ —40℃ 1＃—1 水冷 843 712 14．5 99．3 102．7 94．7 1＃—2 空冷 625 472 22．0 134．7 135．7 121．7 2＃—1 水冷 1235 978 11．5 45．0 46．0 43．0 2＃—2 空冷 783 493 19．5 63．0 58．0 58．0 09CuPCrNi — 485 380 36．0 42．0 42．0 42．0 注：冲击断裂吸收功测试试样为半厚度试样． 碳含量为0∙03％的1＃钢‚经过水冷‚屈服强度 能达到712MPa；碳含量为0∙1％的2＃ 钢‚经过水 冷‚屈服强度高达978MPa‚但是冲击韧性较差‚半 厚度试样—40℃冲击断裂吸收功为43J．1＃和2＃ 钢经过空冷后的屈服强 度 差 别 不 大‚在 470～ 490MPa范 围．可 以 看 出‚实 验 钢 屈 服 强 度 比 09CuPCrNi（380MPa）高． 1∙2∙3 腐蚀实验结果 实验样品的腐蚀减薄量随腐蚀周期的变化如 图2所示．图中每个周期下试样腐蚀减薄量由三个 试样减薄量测量值求平均得到‚三个试样的均方差 在0∙001～0∙002mm 范围． 图2 实验样品的腐蚀减薄量随周期的变化曲线 Fig．2 Depth loss curves of experimental steels to cyclic number 由图可以看出：各实验钢腐蚀减薄量随腐蚀时 间延长均呈上升趋势‚但腐蚀减薄速度随腐蚀时间 而变化．对于大部分样品‚开始阶段‚腐蚀速率较 低；2～3个周期后腐蚀速率明显增加‚各试样的差 别主要在这期间呈现出来；腐蚀时间进一步延长后‚ 腐蚀速率又开始减慢；最终减薄量最多的是对比样 09CuPCrNi‚最少的是含碳0∙03％的1＃ 钢水冷样 品‚即低碳贝氏体钢． 1＃钢水冷样品和2＃ 钢水冷样品的减薄量—腐 蚀周期数曲线基本吻合‚两种样品的耐蚀性均优于 对比钢．而由图1（a）和（c）‚经过水冷后两种钢均以 板条状贝氏体为主体组织‚这说明在组织相同的前 提下‚碳含量对耐蚀性的影响不大． 比较1＃和2＃钢空冷样品的耐蚀性可以看出‚ 虽然二者均优于对比钢‚但1＃钢的最终减薄量小于 2＃钢．当钢的组织类型为铁素体和渗碳体（珠光体） 等构成的复相组织时‚渗碳体少的低碳钢耐蚀性比 较好‚而碳含量0∙1％的2＃钢空冷后的耐蚀性和对 比钢相近． 比较1＃钢水冷和空冷样品可以看到‚两线基本 吻合‚且明显优于对比钢．而由图1（a）和（b）知道‚ 二者组织类型并不一样．在碳含量较低（0∙03％） 时‚虽然在采取不同方式冷却后‚组织有所差别‚但 由于钢中渗碳体（珠光体）量很少‚因此耐蚀性的差 别不大． 对于碳含量增加到0∙1％的2＃钢‚水冷样品的 腐蚀减薄量小于空冷样品．因而‚碳含量较高的时 候‚组织类型对钢的耐蚀性影响更明显‚显微组织更 为单一、均匀的水冷样品的钢耐蚀性更佳． 1∙2∙4 锈层形貌观察 为了观察锈层表面的生长趋势‚用数码相机拍 摄的干湿循环加速腐蚀实验（周浸实验）1＃钢水冷 样品各周期表面锈层宏观形貌如图3所示． 可以看出‚1＃ 钢水冷样品腐蚀实验初级阶段 ·18· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷