耐候钢有良好的抗大气腐蚀能力,其中合金元素起到了决定性作用
[2]
,
包括:
1)降低锈层的导电性能,自身沉淀并覆盖钢表面;
2)影响锈层中物相结构和种类,阻碍锈层的生长;
3)推迟锈的结晶;
4)加速钢均匀溶解;
5)加速Fe2+向Fe3+的转化,并能阻碍腐蚀产物的快速生长;
6)合金元素及其化合物阻塞裂纹和缺陷。耐候钢中加入的合金元素对其耐大气腐蚀性能的影响不尽相同,下面是各合金
元素的具体作用[3,4]。
C:对钢的耐大气腐蚀不利,同时C影响钢的焊接性能、冷脆性能和冲压性能等,耐候钢中C含量被控制在0.12%以下。
Cu:在钢中加入0.2%-0.4%的Cu时,无论在乡村大气、工业大气或海洋大气中,都具有较普碳钢优越的耐蚀性能。关于Cu
对改善钢的耐大气腐蚀性能作用机理说法不一,主要有两种机制:一为Tomashov提出的促进阳极钝化论,认为钢与表面二次析出的C之间的阴极接触,能促使钢阳极钝化,并形成保护性较好的锈层;另一是Cu富集说,认为Cu在基体与锈层之间形成以Cu、P为主要成分的
阻挡层,它与基体结合牢固,因而具有较好的保护作用。这些解释都是基于Cu在钢的表面及锈层中的富集现象,因此这两种机制可能同时起作用。另外,Cu有抵消钢中S的有害作用的明显效果,钢中S含量愈高,合金元素Cu减低腐蚀速率的相对效果愈显著,一般认为这是由于Cu和S生成难溶的硫化物所致。