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高强度低合金结构用钢通常作为力学结构的支撑载体,广泛应用于桥梁、石油平台等大型建筑物中。在大气或海水等腐蚀介质中,材料的腐蚀对载体的使用寿命和可靠性有很大影响。普通的高强度低合金用钢在大气环境下,其耐蚀性较差。添加适量的合金元素,可以改善高强度低合金结构用钢的耐蚀性能。 本文采用室内周浸模拟加速腐蚀试验和室内浸泡实验方法,通过添加不同含量的稀土铈和镧,研究了三种不同稀土含量的Q345B钢在海洋大气环境和海水环境下的腐蚀行为和规律,对充分利用稀土资源、降低钢材成本、开发新型稀土钢种具有重要的意义。 采用蔡司金相显微镜、扫描电子显微镜对三种钢进行了原始组织观察和夹杂物分析;采用失重法计算了腐蚀速率,采用SEM、EDS和XRD等分析测试技术对三种钢进行了腐蚀产物形貌观察和腐蚀产物组成分析;采用电化学阻抗和极化曲线等电化学测试技术进行了电化学行为特性研究。 结果表明:CSP工艺下三种不同稀土含量的Q345B试验钢的金相显微组织均由大量的铁素体、和少量的珠光体构成。但 Q345BRe钢的晶粒比 Q345B钢的晶粒细小。稀土加入后,钢中的夹杂物主要为稀土化合物,多呈粒状分布于晶界处。 在模拟海水环境中,试样表面均产生了不均匀的全面腐蚀,随着实验时间延长,钢的腐蚀程度加深,三种材料的腐蚀产物均为铁的氧化物(FeOOH、Fe3O4、Fe2O3和FeO);但 Q345BRe钢的腐蚀速率低于Q345B钢,其中混合稀土含量为0.012%的Q345BRe钢耐蚀性最好。 在模拟海洋大气环境中,三种钢试样均发生了不同程度的点蚀,三种钢的锈层腐蚀产物组成均为Fe3O4、Fe2O3、a-FeOOH和少量的非晶化合物,但锈层厚度各不相同。由于稀土的加入,Q345BRe钢的锈层的厚度减小,致密性提高,且锈层中α-FeOOH含量增多。随着锈层的厚度随腐蚀时间的延长而增加,电极表面的电化学反应阻力增大,钢的腐蚀速率降低,所得结果和失重法测得的结果相一致。 Q345B钢和Q345BRe钢在模拟海水环境和模拟海洋大气环境下的腐蚀规律相似。稀土的添加对Q345B钢的耐腐蚀性有一定程度的提高。在本实验的稀土含量范围内,稀土含量为0.012%的Q345BRe钢的耐海洋大气腐蚀性能最佳。