低合金耐候钢表面锈层在大气腐蚀过程中的演化

低合金耐候钢抵抗大气腐蚀的能力源于其表面的保护性锈层。这一保护性锈层形成于腐蚀过程中，并将在腐蚀过程中发生演化。本工作将对腐蚀过程中锈层的性能变化进行跟踪监测，同时分析对应的锈层结构变化，明确决定锈层保护性的主要性能指标和结构因素。通过方法创新，将以单位厚度锈层的性能、结构取代以往的全厚度锈层数据。集中研究钢基体显微组织、内外锈层的相互作用、预腐蚀、锈层损伤、热震等以往被忽视的因素的作用，并通过锈层吸水-脱水试验等独创方法，获得对锈层演化更深入的了解。预期本工作完成后，将对保护性锈层在低合金钢表面的形成与演化，低合金耐候钢的适用范围获得第一手资料。对环境因素的影响、锈层损伤后的进一步腐蚀行为、锈层成分、锈层中腐蚀产物的组成、腐蚀产物颗粒的形成与长大、长期腐蚀行为的预测等方面获得有效数据，为低合金耐候钢的合理设计、合理应用提供理论基础。

低合金耐候钢抵抗大气腐蚀的能力源于其表面的保护性锈层。这一保护性锈层形成于腐蚀过程中，并将在腐蚀过程中发生演化。本工作创新性的利用不同腐蚀溶液交替腐蚀的方法，来研究耐候钢在周期交替环境下的腐蚀行为，研究发现，耐候钢在周期交替的环境下比在单一的环境下能更快地形成致密的保护性锈层，这不但可以作为一种加速锈层致密化的方法在工程上应用，而且从理论上解释了耐候钢致密锈层形成的机理。依据锈层演化的数据，估算出致密锈层形成后，腐蚀速率约为腐蚀环境最苛刻时的十分之一。通过方法创新，将耐候钢与碳钢的外锈层除去，定量地研究了内锈层与外锈层对碳钢与耐候钢腐蚀行为的影响，研究发现，耐候钢的外锈层对耐蚀性影响很小，并且耐候钢对湿润时间不敏感。而碳钢的外锈层可以加速腐蚀。本工作针对锈层损伤后钢基体暴露在空气中的现象，做了细致的电化学研究，结果表明裸钢与带锈钢基体共存的体系的腐蚀机制，与带锈样品的腐蚀机制相同。锈层损伤后，新锈的生长会受到两侧原有锈层的影响，产生的应力以裂纹的形式释放。最后，本工作定量的研究了耐候钢与碳钢竖直方向上的腐蚀程度，结果表明在钢结构的最下部腐蚀量最大，这为耐候钢工程上应用提供了理论参考。