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1、碳鋼與耐候鋼20年大氣曝露研究*AStudyofTwenty-YearAtmosphericCorrosionofCarbonSteelandLowAlloySteel*張耀南1■劉宏義1■魏豊義2Y.N.Chang1H.Y.Liou1L.I.Wei2*九十七年十月二十三日在本會(huì)九十七年年會(huì)宣讀之論文1中國(guó)鋼鐵公司新材料研究發(fā)展處 2中國(guó)鋼鐵公司冶金技術(shù)處本研究是探討碳鋼與耐候鋼分別在中鋼公司及中山大學(xué)20年之大氣腐蝕行為。研究方法是實(shí)際曝露試驗(yàn)，並以XRD與SEM/EDS進(jìn)行腐蝕生成物分析。結(jié)果顯示鋼材經(jīng)長(zhǎng)期大氣曝露後
2、，下表面腐蝕量比上表面多，但平均腐蝕失重C隨曝露時(shí)間t之關(guān)係滿足C=AtB，A、B為常數(shù)。其中，耐候鋼不僅A值比碳鋼小，B值也比碳鋼小，顯示耐候鋼耐候性較為優(yōu)異。另外，耐候鋼增加Cr或Si或P含量可提升耐候性，但增加Mn含量反而會(huì)降低其耐候性。無(wú)論曝露前是拋光料或噴砂料，不同表面狀態(tài)經(jīng)長(zhǎng)期大氣曝露後，影響已甚微。同時(shí)，無(wú)論何種鋼料，在中山的腐蝕失重比在中鋼大，顯示氯離子的影響扮演關(guān)鍵角色。關(guān)鍵詞：耐候鋼、大氣腐蝕、耐候性、銹層Thisstudyistoinvestigatethetwenty-yearatmospheri
3、ccorrosionbehaviorsofacarbonsteelandaweatheringsteelinChinaSteelCorporationandinNationalSunYat-SenUniversity.TheexperimentalmethodsincludedactualexposuretestsandanalysesofcorrosionproductsbyXRDandSEM/EDS.Resultsrevealedthatafteralong-termexposure,theextentofcorro
4、siononthelowersurfaceofsteelwaslargerthanthatontheuppersurface.Theaverageweightloss(C)versusexposuretime(t)canbecorrelatedbythelawC=AtBwhereAandBareconstants.TheweatheringsteelhaslowerAandBvaluesthanthatofthecarbonsteel,indicatinghavingbettercorrosionresistance.A
5、nincreaseintheamountofCr,Si,orPintheweatheringsteelimprovedthecorrosionresistance,whileanincreaseintheamountofMnloweredthecorrosionresistance.Thedifferenceinweightlossbetweenblastedsteelandpolishedsteelafterlong-termexposureisinsignificant.Thecorrosionofthesteels
6、testedinSunYat-SenUniversitywasmoreseverethanthatinChinaSteelCorporation,indicatingthatchlorideintheatmosphereplayedanimportantroleincorrosion.Keywords:WeatheringSteel,AtmosphericCorrosion,WeatheringResistance,OxideScale壹、前 言耐候鋼的發(fā)展已有一世紀(jì)以上之久(1)，由美國(guó)逐漸擴(kuò)充至世界各國(guó)，且隨著嚴(yán)苛大
7、氣腐蝕環(huán)境的逐漸增加，更高等級(jí)的耐候鋼一直在發(fā)展中。中鋼公司早在二十多年前就已開(kāi)發(fā)出國(guó)外所熟知的加磷耐候鋼，並以鹽霧試驗(yàn)證明其具有良好耐蝕性，為了建立實(shí)際大氣曝露資料庫(kù)，使材料推廣及結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)更有信心，後續(xù)又進(jìn)行一連串之大氣曝露試驗(yàn)，本文作者曾完成近十年大氣曝露研究(2)，由於很多耐候鋼的使用年限都比此時(shí)間更長(zhǎng)久，故值得繼續(xù)進(jìn)行更長(zhǎng)久的曝露試驗(yàn)。在國(guó)外方面，已有加磷耐候鋼更長(zhǎng)期大氣曝露研究(3-6)，但臺(tái)灣是海島型國(guó)家，大氣中氯離子含量高，必須掌握本土環(huán)境的耐大氣腐蝕性質(zhì)，故進(jìn)行此碳鋼與加磷耐候鋼大氣曝露二十年之研究。
8、貳、研究方法圖-1是本研究之實(shí)驗(yàn)流程。2-1鋼材準(zhǔn)備準(zhǔn)備之鋼材有兩大類，第一類是中鋼公司現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)之SS400碳鋼與SPAH耐候鋼熱軋鋼捲，試驗(yàn)此類鋼材是為建立大氣腐蝕資料庫(kù)，其化學(xué)組成如表-1所示，主要差異是Si、Mn、P、Cu、Cr、Ni等合金含量不同，其中Cu、Ni可提升鋼材耐候性是早年就已證實(shí)的(7,8)，Si
