根據現有文獻可知，最初對具有合金成分鋼進行海水腐蝕試驗的是由INCO公司的 Francis L.LaQue 于1935年在KureBeach,N.C.開始的。如同在香蕉視頻app下載蘋果版:耐候鋼一章中所敘述的那樣，5年后的1940年，LaQue開始在該場所進行大氣腐蝕試驗，至今為止該場所已經成為世界上屈指可數的大氣暴曬試驗場。談到1935年，在那之前，也就是在1933年U.S.Steel 公司發表了Cu-Cr-P系（當初）的耐候鋼COR-TEN之后，人們已經通過ASTM大氣暴曬試驗搞清楚Cu或Cu+P對耐候性的效果（參照2.1.1節）。但是，那時除Cu-Cr-P系外，有關海洋大氣等條件下低合金的大氣暴曬數據還很少。
1941年5月27日在(zai)(zai)(zai)Kure Beach開始的(de)(de)(de)(de)鋼樁(zhuang)海(hai)水(shui)試驗(yan)中(zhong)，除了(le)(le)碳素鋼以(yi)(yi)外還試驗(yan)了(le)(le)0.23%Cu的(de)(de)(de)(de)含(han)銅鋼。鋼樁(zhuang)長度(du)約11m（36 ft)、厚度(du)約9.5mm(3/8in),分別用了(le)(le)2根。令人感(gan)興(xing)趣的(de)(de)(de)(de)是，它與(yu)在(zai)(zai)(zai)稍前（1937年）開始的(de)(de)(de)(de)英國海(hai)水(shui)全浸試驗(yan)（本節后(hou)述）不同，該試驗(yan)從(cong)平(ping)(ping)均(jun)潮位到(dao)海(hai)底土雖然只有約1.5m(5ft),卻(que)使用了(le)(le)從(cong)海(hai)底土延伸到(dao)海(hai)上大氣的(de)(de)(de)(de)鋼樁(zhuang)。現在(zai)(zai)(zai)人們都知道，設置在(zai)(zai)(zai)海(hai)水(shui)中(zhong)裸露鋼樁(zhuang)的(de)(de)(de)(de)腐蝕在(zai)(zai)(zai)海(hai)水(shui)飛濺帶及平(ping)(ping)均(jun)干(gan)潮位以(yi)(yi)下為最大，這一事(shi)實是1949年由著名的(de)(de)(de)(de) Humble 報告(gao)公之于眾的(de)(de)(de)(de)，所以(yi)(yi)可(ke)以(yi)(yi)認為該試驗(yan)（進行到(dao)1946年，未發(fa)表(biao)）的(de)(de)(de)(de)作法構(gou)思(si)巧妙。
1946年，由于附近揚(yang)水場泵停止運(yun)轉，沒有海水流人，因(yin)此(ci)環境條件改(gai)變(bian)，試(shi)驗(yan)中止。把(ba)試(shi)驗(yan)材料回收進行研(yan)究發(fa)現，在海水飛濺(jian)帶腐(fu)(fu)蝕峰值(zhi)位置，含銅(tong)鋼(gang)(gang)和(he)碳(tan)素鋼(gang)(gang)在腐(fu)(fu)蝕上沒有差(cha)別，在平均干(gan)潮位0.3m(1ft)下的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕峰值(zhi)位置，含銅(tong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕約為(wei)碳(tan)素鋼(gang)(gang)的(de)(de)60%。并且，在潮差(cha)部(bu)兩種鋼(gang)(gang)都發(fa)生(sheng)了(le)劇(ju)烈的(de)(de)孔(kong)蝕。
1946年7月(yue)，在以前(qian)的(de)(de)試(shi)驗(yan)材(cai)里加入市售(shou)的(de)(de)低合金鋼,到1950年為(wei)止繼續進行了3年7個(ge)月(yue)的(de)(de)鋼樁試(shi)驗(yan)。這次(ci)沒(mei)有流速，把潮位的(de)(de)變化(hua)作(zuo)為(wei)影響因素。將(jiang)海水飛濺帶與碳(tan)素鋼的(de)(de)腐蝕(shi)峰(feng)值進行對比，含(han)銅鋼約(yue)80%,市售(shou)的(de)(de)低合金鋼約(yue)70%。
1950年，INCO公司的海水腐蝕試驗(yan)場從Kure Beach遷移到現(xian)在(zai)的Harbor Island,N.C..現(xian)在(zai)被稱為(wei) La Que Center for Cor-rosion Technology.1951年，U.S.Steel 公司的 Larrabee 在(zai)這個試驗(yan)場開始(shi)了Cu-Ni-P系低合金(jin)鋼的長尺材暴露(lu)試驗(yan)。采用Ni含(han)(han)量為(wei)0.3%或者0.5%、Cu含(han)(han)量為(wei)0.2%或者0.5%、P含(han)(han)量為(wei)0.11%~0.17%的6種(zhong)鋼材。試驗(yan)材料定為(wei)長度6m(約20ft)、寬度150mm(約6in)。
有趣的是，雖然已經(jing)開發了COR-TEN,為什么不(bu)在(zai)這里進行COR-TEN或者 Cr系低(di)合金鋼(gang)(gang)的試驗呢？把含銅(tong)鋼(gang)(gang)（0.23%Cu;P0.013%,較(jiao)低(di)）和碳素鋼(gang)(gang)一起作為比較(jiao)材料(liao)。
根據(ju)所發(fa)(fa)表的(de)(de)5年間的(de)(de)試驗(yan)結果，Larrabee在(zai)文(wen)獻的(de)(de)緒言中(zhong)說：“Previous exposure tests have showen that Ni-Cu-P steel haveSuperior corrosion resistance in this zone[作(zuo)者注：splash zone(海(hai)水(shui)(shui)飛(fei)濺帶）］”。可是(shi)沒(mei)有(you)引用(yong)文(wen)獻。根據(ju)敘述U.S.Steel公司(si)耐海(hai)水(shui)(shui)鋼開發(fa)(fa)經過的(de)(de)紺野的(de)(de)資料(資料5),當時在(zai)Carnegie Ilinois 公司(si)的(de)(de)Larrabee把Cu、Ni、Cr、P以及(ji)將其組(zu)合的(de)(de)17種(zhong)試驗(yan)鋼在(zai)工業(ye)地(di)區、田園地(di)區及(ji)臨海(hai)地(di)區（Kure Beach)進(jin)行了大(da)氣暴(bao)曬試驗(yan)，Ni-Cu-P系鋼在(zai)海(hai)濱(bin)大(da)氣中(zhong)顯示出良好(hao)的(de)(de)耐蝕性，據(ju)說成為(wei)了Ni-Cu-P系耐海(hai)水(shui)(shui)鋼開發(fa)(fa)的(de)(de)開端(duan)。然而，即使在(zai)系列試驗(yan)中(zhong)，實際(ji)含Cr的(de)(de)鋼在(zai)17種(zhong)鋼中(zhong)只有(you)3.1%Cr-1.1%Cu(低P)和3.5%Ni-0.16%Cr(低P)兩種(zhong)，好(hao)像(xiang)沒(mei)有(you)把鉻(ge)作(zuo)為(wei)主(zhu)要研究(jiu)對象。
1970年出版(ban)的(de)(de)(de)U.S.Steel 公司 Schmit 和Phelps有關海洋中使用結(jie)構鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)文(wen)獻(xian)，給出了(le)關于碳(tan)素(su)(su)(su)鋼(gang)(gang)、含銅鋼(gang)(gang)、耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)（Cr-Si-Cu-Ni-P系、ASTM A242、Type 1)等，在Kure Beach 的(de)(de)(de)24.38m（80 ft)及243.8m(800 ft)地(di)段(duan)(duan)進行大氣暴曬試驗的(de)(de)(de)結(jie)果。根(gen)據該(gai)結(jie)果，離海岸24.38m(80ft)地(di)段(duan)(duan)經2年暴曬，耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)減(jian)厚量是0.16mm(6.4mil),與碳(tan)素(su)(su)(su)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)減(jian)厚量0.9mm(36 mil)相比，耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)高5倍以(yi)上，可是耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)0.16mm這一數(shu)據要比243.8m(800 ft)地(di)段(duan)(duan)的(de)(de)(de)碳(tan)素(su)(su)(su)鋼(gang)(gang)7.5年的(de)(de)(de)數(shu)據差。24.38m(80ft)地(di)段(duan)(duan)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)5年間的(de)(de)(de)腐蝕減(jian)量增加(jia)到0.49mm(19.4mil),說明即使比碳(tan)素(su)(su)(su)鋼(gang)(gang)好，絕對(dui)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)腐蝕性(xing)對(dui)于裸露使用也不完(wan)全充分(fen)。
關于該數(shu)據(ju)(ju)沒(mei)有(you)引用文(wen)獻，不(bu)知道是(shi)什(shen)么時候得到的(de)(de)，然(ran)而作(zuo)者(zhe)1960年與(yu)Phelps見面時，他(ta)曾經說過耐(nai)(nai)(nai)(nai)候鋼在(zai)(zai)24.38m(80ft)地(di)段(duan)、進而在(zai)(zai)海(hai)水飛(fei)濺帶耐(nai)(nai)(nai)(nai)蝕(shi)性不(bu)好是(shi)因為添加了鉻,所(suo)以U.S.Steel 公司(si)從耐(nai)(nai)(nai)(nai)候鋼里(li)除去了鉻。假如(ru)該數(shu)據(ju)(ju)或者(zhe)類似的(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)在(zai)(zai)20世紀50年代(dai)初期(qi)存在(zai)(zai)的(de)(de)話，那(nei)(nei)么上述的(de)(de)考(kao)慮方法把(ba)鉻除外是(shi)可能的(de)(de)。鉻是(shi)能有(you)效地(di)提高(gao)鋼在(zai)(zai)海(hai)水中耐(nai)(nai)(nai)(nai)蝕(shi)性惟(wei)一的(de)(de)元素(su)，正如(ru)后(hou)面所(suo)敘述的(de)(de)那(nei)(nei)樣，U.S.Steel 公司(si)的(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)(nai)海(hai)水鋼是(shi)為了減輕飛(fei)濺帶的(de)(de)腐蝕(shi)，可能也沒(mei)有(you)把(ba)海(hai)水中的(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)(nai)蝕(shi)性作(zuo)為目標，這與(yu)不(bu)加鉻是(shi)一致的(de)(de)。
下(xia)面在談一下(xia) Larrabee 在Wrightsville Beach做的長尺材海(hai)水試驗。雖然試驗連續進行了(le)9年(nian)，可是(shi)只(zhi)發表(biao)了(le)5年(nian)的結(jie)果(guo)。6種(zhong)(zhong)鋼(gang)材之(zhi)中0.5%Ni-0.5%Cu-0.12%P鋼(gang)顯示出(chu)最(zui)好的結(jie)果(guo)。在海(hai)水飛濺帶的腐蝕峰值(zhi)位置最(zui)大減厚量(liang)是(shi)2.2mm(87 mil; 0.44mm/年(nian)），平均減厚量(liang)是(shi)0.43mm(17 mil;0.09mm/年(nian)），碳素鋼(gang)的最(zui)大值(zhi)＞6.2mm(穿(chuan)透(tou)249 mil板厚；＞1.2mm/年(nian)），與平均值(zhi)2.45mm(98 mil;0.49mm/年(nian)）相比(bi)，最(zui)大值(zhi)是(shi)3倍(bei)以(yi)上，平均值(zhi)是(shi)5倍(bei)以(yi)上。另外(wai)，兩(liang)種(zhong)(zhong)鋼(gang)的數據平均減厚量(liang)分別約1mm及3.5mm。
同時進(jin)行(xing)的(de)(de)(de)(de) Kure Beach 24.38m(80ft)地(di)段(duan)大氣暴曬3.5年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)結果是(shi)(shi)，0.5%Ni-0.5%Cu-0.12%P鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)量(liang)(liang)(liang)是(shi)(shi)0.28mm(11mil;0.08mm/年(nian)(nian)），碳素鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)2.3mm(93 mil;0.66mm/年(nian)(nian)），這與長尺材(cai)海水(shui)飛(fei)濺(jian)帶的(de)(de)(de)(de)平(ping)均腐(fu)蝕(shi)率相當接近，說明了(le)24.38m(80ft)地(di)段(duan)試驗場(chang)大氣腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)嚴酷性。但(dan)是(shi)(shi)，平(ping)均腐(fu)蝕(shi)率的(de)(de)(de)(de)比(bi)（碳素鋼(gang)(gang)(gang)／低合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)）在飛(fei)濺(jian)帶是(shi)(shi)5.8,在24.38m(80 ft)地(di)段(duan)是(shi)(shi)8.5,可(ke)見低合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)優越性大。Larrabee談到(dao)該(gai)問題，如果在飛(fei)濺(jian)帶比(bi)水(shui)面更高的(de)(de)(de)(de)部分，那么這種優越性是(shi)(shi)能夠期待的(de)(de)(de)(de)。另外，這種低合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)在24.38m(80 ft)地(di)段(duan)的(de)(de)(de)(de)3.5年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)減(jian)厚(hou)量(liang)(liang)(liang)0.28mm(0.08mm/年(nian)(nian)）比(bi)前述的(de)(de)(de)(de)耐候鋼(gang)(gang)(gang)2年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)減(jian)厚(hou)量(liang)(liang)(liang)0.16mm(0.08mm/年(nian)(nian)）或者5年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)減(jian)厚(hou)量(liang)(liang)(liang)0.49mm(0.1mm/年(nian)(nian)）雖然沒有(you)大的(de)(de)(de)(de)差別，可(ke)是(shi)(shi)如果看碳素鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)數據,在這個(ge)暴曬場(chang)進(jin)行(xing)腐(fu)蝕(shi)試驗，好像每年(nian)(nian)有(you)很(hen)大差異，也許不能直接進(jin)行(xing)比(bi)較。
長尺材(cai)海(hai)中(zhong)部(bu)分(fen)的腐蝕，無論(lun)碳(tan)素鋼(gang)(gang)或者0.5%Ni-0.5%Co-0.12%P鋼(gang)(gang)，平均減厚量5年約為1.1mm(45 mil;0.23mm/年），都(dou)是相同的。在這篇報告中(zhong)正像Larrabee 所敘述(shu)的那(nei)樣，海(hai)水中(zhong)鋼(gang)(gang)的腐蝕取決于(yu)向鋼(gang)(gang)表面提供(gong)溶解氧(yang)的多少(shao)，這在當(dang)時已經(jing)眾所皆知。如果假(jia)定由于(yu)鋼(gang)(gang)的化(hua)學(xue)成分(fen)在海(hai)水中(zhong)的腐蝕速度不(bu)同，那(nei)么表面生成的作為銹層溶解氧(yang)擴散(san)障(zhang)壁的性質也應(ying)該不(bu)同。
可是與大氣中生成(cheng)的(de)(de)銹層(ceng)不(bu)同，低合金鋼(gang)化(hua)學成(cheng)分的(de)(de)不(bu)同幾(ji)乎不(bu)能(neng)使(shi)銹層(ceng)的(de)(de)性質產生差別，該結果(guo)沒有出乎意料之外。在本節(jie)后面敘述的(de)(de)英國研究結果(guo)也表(biao)明，能(neng)使(shi)海水中腐蝕減低的(de)(de)元素大體上只有Cr,而Ni、Cu、P幾(ji)乎沒有效果(guo)。
用(yong)于護岸等的(de)(de)(de)鋼樁的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕，如(ru)(ru)上所(suo)述在海(hai)水飛(fei)濺(jian)(jian)帶最(zui)大，這部(bu)分的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕損傷(shang)決定了鋼樁總體(ti)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命，所(suo)以(yi)減低飛(fei)濺(jian)(jian)帶的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕也就(jiu)是意(yi)味著延長了鋼樁的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命。如(ru)(ru)Schmit和(he)Phelps所(suo)敘述的(de)(de)(de)那樣(yang)：“飛(fei)濺(jian)(jian)帶的(de)(de)(de)防蝕，因為涂漆、包敷、混(hun)凝土都會提高(gao)成本，所(suo)以(yi)對(dui)耐(nai)蝕鋼才有(you)意(yi)義。可是，在海(hai)水中碳素鋼的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕速度很小，經過20年(nian)為0.05mm/年(nian)（2mpy),比(bi)這更低的(de)(de)(de)是0.025mm/年(nian)（1mpy),在多數場合下即使(shi)不進行防蝕也能(neng)滿足使(shi)用(yong)要求(qiu)，如(ru)(ru)果需要的(de)(de)(de)話可以(yi)實施(shi)電氣防蝕措(cuo)施(shi)”。這樣(yang)的(de)(de)(de)考慮方(fang)法是妥當的(de)(de)(de)，應該把海(hai)水飛(fei)濺(jian)(jian)帶耐(nai)蝕性優秀的(de)(de)(de)耐(nai)海(hai)水鋼作為生(sheng)產(chan)目標(biao)。
從那以后(hou)(hou)，U.S.Steel 公(gong)司在美(mei)國14個(ge)場所(suo)做了實用試驗(yan)后(hou)(hou)，從1964年(nian)(nian)開始以USS MARINER 鋼(gang)（Cu-Ni-P系）商(shang)品(pin)名進行(xing)銷售。關于(yu)(yu)實用試驗(yan)在本(ben)(ben)書資料5表17中(zhong)給(gei)出(chu)，初(chu)期的(de)主要使用實例在該資料的(de)表21中(zhong)給(gei)出(chu)。如下一(yi)節所(suo)述(shu)，這種耐蝕鋼(gang)的(de)技術，先后(hou)(hou)于(yu)(yu)1965年(nian)(nian)被(bei)當時的(de)富士制鐵、八幡制鐵公(gong)司及1967年(nian)(nian)被(bei)川(chuan)崎制鐵公(gong)司引(yin)入(ru)日本(ben)(ben)。
在英(ying)國(guo)，以英(ying)國(guo)鋼鐵協會(hui)腐蝕委員會(hui)為首，于(yu)1930年后期(qi)，開始了碳素鋼或低(di)合(he)金鋼的(de)大氣(qi)(qi)或海水耐蝕性的(de)研究。這(zhe)主(zhu)要是(shi)考慮到(dao)(dao)在沒有涂(tu)漆保護的(de)用途上，如果(guo)能(neng)減少腐蝕率，且(qie)能(neng)夠使(shi)用較薄的(de)構件，即使(shi)價(jia)格高，也會(hui)受(shou)到(dao)(dao)工程(cheng)師的(de)歡(huan)迎。關于(yu)大氣(qi)(qi)中的(de)試驗結果(guo)已經在2.1.1節中敘述過。試驗的(de)場合(he)，主(zhu)要是(shi)考慮能(neng)否在由(you)于(yu)錨(mao)或鏈使(shi)涂(tu)漆受(shou)到(dao)(dao)機械損傷的(de)船舶上使(shi)用鋼板。
1935年9月，首先，為(wei)了(le)(le)研究(jiu)放置試(shi)驗材的(de)(de)(de)水(shui)深(shen)影(ying)響(xiang)因素、軋制氧(yang)(yang)化皮(pi)影(ying)響(xiang)因素、試(shi)片尺(chi)寸(cun)引起(qi)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕率(lv)的(de)(de)(de)不同(tong)等主要試(shi)驗條件，開(kai)始(shi)了(le)(le)海水(shui)浸泡試(shi)驗。結(jie)果表明，在(zai)約1m以上，水(shui)深(shen)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)因素小，促進(jin)孔蝕的(de)(de)(de)軋制氧(yang)(yang)化皮(pi)應該除掉，尺(chi)寸(cun)不同(tong)的(de)(de)(de)試(shi)驗材的(de)(de)(de)結(jie)果不能(neng)進(jin)行(xing)比(bi)較等。并且，為(wei)了(le)(le)了(le)(le)解鋼的(de)(de)(de)化學組(zu)成的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，注意到(dao)能(neng)改變溶解氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)供給狀況的(de)(de)(de)海洋生物的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，進(jin)行(xing)了(le)(le)使銹層不同(tong)所(suo)引起(qi)的(de)(de)(de)溶解氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)差如(ru)何反映到(dao)試(shi)驗結(jie)果上的(de)(de)(de)研究(jiu)。
為了(le)研究(jiu)低合(he)金(jin)組成(cheng)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響，所(suo)進行的(de)(de)(de)(de)4組暴露試(shi)驗的(de)(de)(de)(de)第1組試(shi)驗表明(ming)，0.5%Cu鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)和碳(tan)素鋼(gang)(gang)(gang)(gang)完全沒有(you)(you)差別。從1940年(nian)起，經(jing)7個月在Plymouth進行的(de)(de)(de)(de)第2組試(shi)驗，除了(le)9種(zhong)碳(tan)素鋼(gang)(gang)(gang)(gang)外(wai)，使用了(le)0.5%Cu、0.5%Cu-0.15%P、0.5%Cr-0.5%Cu、0.5% Cr-0.5% Cu-(0.06%~0.11%)P、（2.1%~3.7%)Cr-（0.2%~1.3%)Al(3種(zhong)）、0.8%Cr-0.3%Cu-0.5%Si-0.12%P鋼(gang)(gang)(gang)(gang)等，全部使用了(le)30種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。雖(sui)然Cr-Cu-Si-P鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)率比(bi)碳(tan)素鋼(gang)(gang)(gang)(gang)稍低，可是(shi)認為在統計(ji)上幾(ji)乎沒有(you)(you)意義，實質上腐蝕(shi)率低的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)只有(you)(you)Cr-Al系(xi)。而(er)且(qie)，其他(ta)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)沒有(you)(you)發生孔蝕(shi)，而(er)Cr-Al系(xi)卻產生了(le)0.5mm程度的(de)(de)(de)(de)孔蝕(shi)。
從1946年開(kai)始(shi)在Emsworth進行了60種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)為期5年的試驗(yan)(yan)(yan)。使用(yong)的試驗(yan)(yan)(yan)材是(shi)0.5%Cu-(1%~2.5%)Cr-(0.05%~0.16%)P-≤0.8%Si鋼(gang)(gang)（19種(zhong)(zhong)）、2.5%Cr-(0.14%、1.5%)Al-0.5%Si鋼(gang)(gang)（3種(zhong)(zhong)）、1%Cr-0.5%Cu-3%Ni 鋼(gang)(gang)、（0.8%、1%、3%)Cr-0.5%Mo-（0.2%、2%、3%)Ni鋼(gang)(gang)等(deng)。此(ci)外(wai)，試驗(yan)(yan)(yan)材還有以(yi)0.2%Cu為基體添加(jia)總量為小于1%的As、Be、Bi、Pb、Mo、Nb、Sb、Sn、W、Ta等(deng)元(yuan)素試驗(yan)(yan)(yan)材。
根據2年后的(de)(de)結果，表明有顯(xian)(xian)著效果的(de)(de)是(shi)鉻(ge)，腐(fu)蝕(shi)率(lv)從碳(tan)(tan)素鋼(gang)的(de)(de)約3mdd(0.075mm/年）開始隨(sui)著鉻(ge)的(de)(de)添(tian)加(jia)(jia)成(cheng)直(zhi)線下降，至(zhi)3%Cr變成(cheng)1mdd(0.025mm/年）。添(tian)加(jia)(jia)1.6%A1、3%Ni、0.5%Mo等即使(shi)沒有添(tian)加(jia)(jia)鉻(ge)，腐(fu)蝕(shi)率(lv)也能(neng)分別降低到碳(tan)(tan)素鋼(gang)的(de)(de)59%、80%、90%,可是(shi)在(zai)與1%~3%的(de)(de)鉻(ge)共存(cun)(cun)時(shi)，這些元素的(de)(de)貢獻非(fei)帶小(xiao)，鉻(ge)的(de)(de)效果非(fei)常(chang)大(da)，并且，看不出與鉻(ge)共存(cun)(cun)的(de)(de)Co、P、Si等元素的(de)(de)效果。除(chu)了(le)0.2%C0-0.3%Be鋼(gang)顯(xian)(xian)示有碳(tan)(tan)素鋼(gang)的(de)(de)75%的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)率(lv)外(wai)，添(tian)加(jia)(jia)As、Bi、Pb等元素的(de)(de)鋼(gang)沒有效果。單獨添(tian)加(jia)(jia)0.5%Cu,與0.15%P共存(cun)(cun)時(shi)，雖然(ran)腐(fu)蝕(shi)率(lv)稍有下降但(dan)是(shi)由(you)于(yu)數據少還未能(neng)搞清楚。
5年后的(de)(de)結果(guo)與(yu)2年后的(de)(de)結果(guo)沒有實質(zhi)的(de)(de)變化。表示有顯著效果(guo)的(de)(de)是鉻，2.5%~3%Cr使腐蝕率(lv)減少一(yi)半.結果(guo)最好的(de)(de)是1.4%Al-2.8%Cr-0.8%Si鋼(gang)(gang)，腐蝕率(lv)是1.0mpy(0.025mm/年）。可是不加鋁(lv)的(de)(de)2.6%Cr鋼(gang)(gang)的(de)(de)腐蝕率(lv)是1.2mpy(0.030mm/年），這(zhe)一(yi)結果(guo)是否表明鋁(lv)起(qi)了主要(yao)作(zuo)用還不清楚。
把在這里使(shi)(shi)用的(de)(de)(de)試(shi)驗(yan)(yan)材，同時提供(gong)到(dao)屬于工業地區(qu)的(de)(de)(de)Sheffied進行了5年(nian)的(de)(de)(de)大氣(qi)暴曬(shai)試(shi)驗(yan)(yan)。與(yu)(yu)該(gai)結果(guo)相比(bi)，在海水(shui)試(shi)驗(yan)(yan)中鋼中添(tian)加元(yuan)素的(de)(de)(de)效果(guo)小(xiao)，這一(yi)結果(guo)，使(shi)(shi)報(bao)告(gao)者感到(dao)失望。溶(rong)解(jie)氧(yang)的(de)(de)(de)供(gong)給控制(zhi)著腐蝕(shi)速度，再加上(shang)只要作為覆蓋表面銹(xiu)(xiu)(xiu)的(de)(de)(de)氧(yang)擴(kuo)散障壁的(de)(de)(de)性質(zhi)(zhi)不(bu)同，就(jiu)可(ke)以(yi)期待添(tian)加元(yuan)素的(de)(de)(de)效果(guo)，這是(shi)當時所(suo)知道的(de)(de)(de)事實，因為海水(shui)中的(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)層不(bu)像大氣(qi)中銹(xiu)(xiu)(xiu)層那樣受到(dao)干濕交替作用，在本質(zhi)(zhi)上(shang)防蝕(shi)能力就(jiu)小(xiao)，而且鋼的(de)(de)(de)化學組成所(suo)引(yin)起的(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)層性質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)差異小(xiao)，所(suo)以(yi)與(yu)(yu)其(qi)說對鉻的(de)(de)(de)效果(guo)難以(yi)想像，不(bu)如說這是(shi)現在一(yi)般考慮方法的(de)(de)(de)重要過(guo)程。
另一(yi)方(fang)面，美(mei)國長(chang)期(qi)在海(hai)(hai)(hai)中(zhong)(zhong)使用的(de)(de)(de)(de)結構物的(de)(de)(de)(de)重要性增加了(le)(le)(le)，作為了(le)(le)(le)解結構材料(liao)的(de)(de)(de)(de)長(chang)期(qi)耐久性，決定(ding)防(fang)蝕法應用的(de)(de)(de)(de)必要性或其設計上的(de)(de)(de)(de)正(zheng)確性的(de)(de)(de)(de)基礎數據(ju)，在海(hai)(hai)(hai)水中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕數據(ju)的(de)(de)(de)(de)需要增多了(le)(le)(le)。Naval Research Laboratory的(de)(de)(de)(de) Southwell 和 Alexanders等，從1946~1947年起在巴拿馬的(de)(de)(de)(de)Ft.Amador海(hai)(hai)(hai)面2.4km的(de)(de)(de)(de)Naos島（太平洋(yang)）上進行(xing)了(le)(le)(le)52種(zhong)金屬材料(liao)的(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)洋(yang)暴露試驗(yan)。所用的(de)(de)(de)(de)材料(liao)中(zhong)(zhong)12種(zhong)是鋼(gang)，除了(le)(le)(le)碳素鋼(gang)之外(wai)，使用了(le)(le)(le)0.3%Cu、2%Ni、5%Ni、3%Cr、5%Cr及4種(zhong)低合金鋼(gang)。定(ding)為1、2、4、8及16年回收，反復數是2。試驗(yan)是在潮(chao)差帶的(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)央和最低潮(chao)位正(zheng)下(xia)面2個部位進行(xing)的(de)(de)(de)(de)。全部用了(le)(le)(le)1000片(pian)試片(pian)。
中間報(bao)告(gao)分(fen)8次出(chu)版(ban)，1970年(nian)發表了包括16年(nian)結(jie)(jie)果的(de)最終報(bao)告(gao)。出(chu)乎意料(liao)的(de)結(jie)(jie)果是，鎳(nie)鋼(gang)、鉻鋼(gang)、4種(zhong)低(di)合(he)金鋼(gang)在(zai)海(hai)中的(de)耐(nai)蝕性(xing)全都比碳素(su)鋼(gang)差，在(zai)潮差帶也同樣差。主要的(de)試驗(yan)結(jie)(jie)果歸納于(yu)表3-1。
鉻(ge)鋼(gang)的(de)平均腐蝕深(shen)度比(bi)碳(tan)素(su)鋼(gang)大(da)(da)20%~50%,16年(nian)后的(de)腐蝕深(shen)度也同(tong)樣大(da)(da)。這和(he)在(zai)英國等得到鉻(ge)在(zai)海(hai)中是有(you)效的(de)結論完全不(bu)同(tong)。在(zai)巴(ba)拿馬的(de)試驗，第1年(nian)的(de)平均腐蝕深(shen)度是碳(tan)素(su)鋼(gang)的(de)1/2以下，可是第4年(nian)略超過碳(tan)素(su)鋼(gang)，8年(nian)中大(da)(da)致(zhi)形成(cheng)穩定(ding)腐蝕速度后保持比(bi)碳(tan)素(su)鋼(gang)大(da)(da)30%~40%的(de)速度。但(dan)是只(zhi)有(you)孔蝕深(shen)度和(he)碳(tan)素(su)鋼(gang)相(xiang)同(tong)。相(xiang)反在(zai)潮差帶平均腐蝕深(shen)度和(he)碳(tan)素(su)鋼(gang)相(xiang)比(bi)沒有(you)變化，然而孔蝕深(shen)度是碳(tan)素(su)鋼(gang)的(de)2.3~2.5倍。
鎳鋼(gang)在全浸帶的平均腐蝕(shi)(shi)深度(du)比碳素(su)鋼(gang)只大(da)10%,第16年的腐蝕(shi)(shi)速(su)度(du)和碳素(su)鋼(gang)相(xiang)比幾乎沒(mei)有(you)變化，然而最大(da)孔蝕(shi)(shi)深度(du)是碳素(su)鋼(gang)的2倍以(yi)上(shang)。相(xiang)反(fan)潮差(cha)帶的16年間(jian)(jian)的年平均腐蝕(shi)(shi)深度(du)比碳素(su)鋼(gang)大(da)20%,可(ke)是8年間(jian)(jian)的最大(da)孔蝕(shi)(shi)深度(du)相(xiang)同。
Cr-Ni-Cu-P系的(de)低合金鋼，在潮差帶與碳素鋼相(xiang)同(tong)，在全浸帶平均腐蝕深度(du)、最大(da)(da)腐蝕深度(du)都(dou)是50%或(huo)者更(geng)大(da)(da)。
Ni-Cu或者Ni-Cu-Mo-P系的低合金鋼，雖然在全浸帶、潮差帶的平均腐蝕深度都與碳素鋼接近(jin)，可是不管在哪種試驗環境下最(zui)大腐蝕深度也是45%~100%。
根據(ju)以上的(de)(de)結果(guo)，在(zai)潮差帶、全浸帶或者其兩方耐(nai)蝕(shi)性好(hao)的(de)(de)低(di)合金組(zu)成的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)鋼是不能存在(zai)的(de)(de)。該報告出版時，在(zai)有(you)關人員之間(jian)引(yin)起了很(hen)大的(de)(de)轟動。并且，這個結果(guo)至今仍很(hen)有(you)名，在(zai)海洋環境的(de)(de)腐蝕(shi)解說中(zhong)必被引(yin)用(yong)，然而好(hao)像多數是拿熱(re)帶的(de)(de)巴拿馬(ma)的(de)(de)異(yi)常數據(ju)的(de)(de)微量(liang)差別進行敘述的(de)(de)。
根據鉻(ge)(ge)含量(liang)高(gao)的(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，平均(jun)腐(fu)蝕(shi)深(shen)度(du)(du)比(bi)(bi)碳(tan)(tan)(tan)素鋼(gang)(gang)(gang)(gang)小(xiao)而最(zui)大(da)腐(fu)蝕(shi)深(shen)度(du)(du)比(bi)(bi)碳(tan)(tan)(tan)素鋼(gang)(gang)(gang)(gang)大(da)的(de)上(shang)述Hudson結果，專(zhuan)家們(men)認(ren)識到單加入鉻(ge)(ge)時必須注(zhu)意局(ju)部腐(fu)蝕(shi)，可是巴(ba)拿馬(ma)的(de)試驗結果表(biao)明(ming)局(ju)部腐(fu)蝕(shi)沒有問(wen)題，而平均(jun)腐(fu)蝕(shi)深(shen)度(du)(du)卻比(bi)(bi)碳(tan)(tan)(tan)素鋼(gang)(gang)(gang)(gang)大(da)，而且3%鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)比(bi)(bi)5%鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)傾向(xiang)性大(da)。鎳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)平均(jun)腐(fu)蝕(shi)深(shen)度(du)(du)是碳(tan)(tan)(tan)素鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)2倍以上(shang)，也與其他人的(de)經驗完全不同。如(ru)下一節所敘述的(de)那樣，在開(kai)發的(de)耐海水鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)大(da)部分都添加了鉻(ge)(ge)，關于這些鋼(gang)(gang)(gang)(gang)所獲得的(de)數據表(biao)明(ming)，平均(jun)腐(fu)蝕(shi)深(shen)度(du)(du)、最(zui)大(da)腐(fu)蝕(shi)深(shen)度(du)(du)都比(bi)(bi)碳(tan)(tan)(tan)素鋼(gang)(gang)(gang)(gang)明(ming)顯地減輕。
