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)Kure Beach開(kai)始的(de)(de)(de)鋼(gang)樁(zhuang)海(hai)(hai)水(shui)(shui)試(shi)(shi)驗中(zhong),除了(le)碳素鋼(gang)以(yi)外還試(shi)(shi)驗了(le)0.23%Cu的(de)(de)(de)含銅鋼(gang)。鋼(gang)樁(zhuang)長度約11m(36 ft)、厚(hou)度約9.5mm(3/8in),分別(bie)用(yong)了(le)2根。令(ling)人感(gan)興趣的(de)(de)(de)是,它與在(zai)(zai)稍前(1937年)開(kai)始的(de)(de)(de)英國海(hai)(hai)水(shui)(shui)全浸試(shi)(shi)驗(本(ben)節后述)不同,該試(shi)(shi)驗從(cong)平(ping)均潮位到海(hai)(hai)底(di)(di)土雖然(ran)只有約1.5m(5ft),卻(que)使用(yong)了(le)從(cong)海(hai)(hai)底(di)(di)土延伸到海(hai)(hai)上大氣的(de)(de)(de)鋼(gang)樁(zhuang)。現在(zai)(zai)人們都知道,設(she)置在(zai)(zai)海(hai)(hai)水(shui)(shui)中(zhong)裸露鋼(gang)樁(zhuang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕在(zai)(zai)海(hai)(hai)水(shui)(shui)飛濺帶及平(ping)均干(gan)潮位以(yi)下為最大,這一事實是1949年由(you)著名的(de)(de)(de) Humble 報(bao)告公之于眾的(de)(de)(de),所(suo)以(yi)可以(yi)認為該試(shi)(shi)驗(進行(xing)到1946年,未(wei)發表)的(de)(de)(de)作法構思巧妙。


 1946年,由(you)于(yu)附近揚水(shui)場泵停止運轉,沒有海水(shui)流人,因此環(huan)境(jing)條件改變,試(shi)驗中止。把試(shi)驗材料回收進(jin)行研究發現,在(zai)海水(shui)飛濺帶腐蝕(shi)峰(feng)(feng)值位(wei)置,含銅鋼(gang)和碳素鋼(gang)在(zai)腐蝕(shi)上(shang)沒有差別,在(zai)平均干潮(chao)位(wei)0.3m(1ft)下的(de)(de)腐蝕(shi)峰(feng)(feng)值位(wei)置,含銅鋼(gang)的(de)(de)腐蝕(shi)約為(wei)碳素鋼(gang)的(de)(de)60%。并且(qie),在(zai)潮(chao)差部兩種鋼(gang)都(dou)發生(sheng)了劇烈的(de)(de)孔蝕(shi)。


 1946年7月(yue),在以(yi)前的(de)試驗(yan)材里加入市售的(de)低(di)合金(jin)(jin)鋼,到1950年為(wei)止繼(ji)續進行了3年7個(ge)月(yue)的(de)鋼樁試驗(yan)。這次沒有流速,把潮位的(de)變化(hua)作為(wei)影響因素。將海(hai)水飛濺帶(dai)與碳素鋼的(de)腐蝕峰值進行對比,含(han)銅鋼約(yue)80%,市售的(de)低(di)合金(jin)(jin)鋼約(yue)70%。


1950年(nian),INCO公(gong)司(si)的(de)海水腐蝕試驗場從Kure Beach遷移(yi)到現在的(de)Harbor Island,N.C..現在被稱為 La Que Center for Cor-rosion Technology.1951年(nian),U.S.Steel 公(gong)司(si)的(de) Larrabee 在這個(ge)試驗場開(kai)始了(le)Cu-Ni-P系低合金鋼(gang)的(de)長尺材暴露試驗。采用(yong)Ni含(han)(han)量為0.3%或者0.5%、Cu含(han)(han)量為0.2%或者0.5%、P含(han)(han)量為0.11%~0.17%的(de)6種鋼(gang)材。試驗材料定為長度6m(約20ft)、寬度150mm(約6in)。


 有趣的是(shi),雖然已經開發了COR-TEN,為什(shen)么不在這里進行COR-TEN或(huo)者 Cr系(xi)低合(he)金鋼(gang)的試驗呢?把含(han)銅鋼(gang)(0.23%Cu;P0.013%,較(jiao)低)和(he)碳(tan)素鋼(gang)一起作為比較(jiao)材料。


 根(gen)據所發(fa)表的(de)5年間(jian)的(de)試驗結果,Larrabee在(zai)文(wen)獻的(de)緒言中說(shuo):“Previous exposure tests have showen that Ni-Cu-P steel haveSuperior corrosion resistance in this zone[作者注:splash zone(海(hai)水(shui)飛濺帶(dai))]”。可是沒(mei)有引用(yong)文(wen)獻。根(gen)據敘述U.S.Steel公司(si)耐(nai)(nai)海(hai)水(shui)鋼開(kai)發(fa)經過的(de)紺野的(de)資料(資料5),當時在(zai)Carnegie Ilinois 公司(si)的(de)Larrabee把Cu、Ni、Cr、P以及將其組(zu)合的(de)17種(zhong)試驗鋼在(zai)工(gong)業地區(qu)、田園地區(qu)及臨海(hai)地區(qu)(Kure Beach)進行了大氣暴曬(shai)試驗,Ni-Cu-P系(xi)鋼在(zai)海(hai)濱大氣中顯示(shi)出良好的(de)耐(nai)(nai)蝕性,據說(shuo)成為了Ni-Cu-P系(xi)耐(nai)(nai)海(hai)水(shui)鋼開(kai)發(fa)的(de)開(kai)端。然而,即使在(zai)系(xi)列試驗中,實際含Cr的(de)鋼在(zai)17種(zhong)鋼中只有3.1%Cr-1.1%Cu(低P)和(he)3.5%Ni-0.16%Cr(低P)兩種(zhong),好像沒(mei)有把鉻作為主要(yao)研(yan)究對象。


 1970年(nian)出版的(de)U.S.Steel 公司 Schmit 和(he)Phelps有(you)關海(hai)洋中使用結(jie)構鋼(gang)(gang)(gang)的(de)文獻,給出了(le)關于碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)(gang)、含銅(tong)鋼(gang)(gang)(gang)、耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)(gang)(Cr-Si-Cu-Ni-P系、ASTM A242、Type 1)等,在Kure Beach 的(de)24.38m(80 ft)及(ji)243.8m(800 ft)地段進行大氣暴曬試驗的(de)結(jie)果。根據該(gai)結(jie)果,離海(hai)岸24.38m(80ft)地段經2年(nian)暴曬,耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)減(jian)厚量是0.16mm(6.4mil),與碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)減(jian)厚量0.9mm(36 mil)相比,耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)高5倍以上(shang),可(ke)是耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)(gang)0.16mm這一(yi)數(shu)據要比243.8m(800 ft)地段的(de)碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)(gang)7.5年(nian)的(de)數(shu)據差。24.38m(80ft)地段的(de)耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)(gang)5年(nian)間的(de)腐蝕(shi)減(jian)量增加到0.49mm(19.4mil),說明即使比碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)(gang)好,絕(jue)對(dui)的(de)耐(nai)(nai)腐蝕(shi)性(xing)對(dui)于裸露使用也(ye)不完全充分。


 關于該(gai)數(shu)據(ju)沒有(you)引用文(wen)獻,不知道是什么(me)時候得到的(de)(de)(de),然(ran)而(er)作(zuo)者1960年(nian)(nian)與Phelps見面時,他曾經說過耐(nai)(nai)候鋼(gang)在(zai)24.38m(80ft)地(di)(di)段、進而(er)在(zai)海(hai)水(shui)飛濺(jian)帶(dai)耐(nai)(nai)蝕性(xing)不好(hao)是因為(wei)添加了鉻,所以U.S.Steel 公(gong)司從耐(nai)(nai)候鋼(gang)里(li)除去了鉻。假如該(gai)數(shu)據(ju)或者類似(si)的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)在(zai)20世紀50年(nian)(nian)代初期存在(zai)的(de)(de)(de)話(hua),那么(me)上述的(de)(de)(de)考慮方法(fa)把鉻除外是可能的(de)(de)(de)。鉻是能有(you)效地(di)(di)提高鋼(gang)在(zai)海(hai)水(shui)中耐(nai)(nai)蝕性(xing)惟一的(de)(de)(de)元素,正如后面所敘述的(de)(de)(de)那樣,U.S.Steel 公(gong)司的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)海(hai)水(shui)鋼(gang)是為(wei)了減輕飛濺(jian)帶(dai)的(de)(de)(de)腐蝕,可能也沒有(you)把海(hai)水(shui)中的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)作(zuo)為(wei)目標,這(zhe)與不加鉻是一致的(de)(de)(de)。


 下(xia)(xia)面在(zai)談一(yi)下(xia)(xia) Larrabee 在(zai)Wrightsville Beach做(zuo)的(de)長(chang)尺材海水試驗。雖然試驗連續(xu)進行了9年(nian)(nian),可是(shi)只發(fa)表(biao)了5年(nian)(nian)的(de)結(jie)(jie)果。6種鋼材之中0.5%Ni-0.5%Cu-0.12%P鋼顯示出最(zui)好的(de)結(jie)(jie)果。在(zai)海水飛濺帶的(de)腐蝕峰值(zhi)(zhi)位(wei)置最(zui)大減厚(hou)量(liang)是(shi)2.2mm(87 mil; 0.44mm/年(nian)(nian)),平均減厚(hou)量(liang)是(shi)0.43mm(17 mil;0.09mm/年(nian)(nian)),碳素鋼的(de)最(zui)大值(zhi)(zhi)>6.2mm(穿透249 mil板厚(hou);>1.2mm/年(nian)(nian)),與平均值(zhi)(zhi)2.45mm(98 mil;0.49mm/年(nian)(nian))相比,最(zui)大值(zhi)(zhi)是(shi)3倍以上(shang),平均值(zhi)(zhi)是(shi)5倍以上(shang)。另外,兩(liang)種鋼的(de)數據平均減厚(hou)量(liang)分別約1mm及3.5mm。


 同時進(jin)行的(de)(de)(de)(de) Kure Beach 24.38m(80ft)地(di)(di)段大氣暴曬(shai)3.5年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)結果是(shi),0.5%Ni-0.5%Cu-0.12%P鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)量是(shi)0.28mm(11mil;0.08mm/年(nian)(nian)(nian)),碳(tan)素鋼(gang)(gang)是(shi)2.3mm(93 mil;0.66mm/年(nian)(nian)(nian)),這(zhe)與長尺材海水飛濺帶(dai)的(de)(de)(de)(de)平均腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)相當(dang)接(jie)近(jin),說明了24.38m(80ft)地(di)(di)段試驗場大氣腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)嚴酷性。但是(shi),平均腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)的(de)(de)(de)(de)比(碳(tan)素鋼(gang)(gang)/低合金(jin)鋼(gang)(gang))在(zai)飛濺帶(dai)是(shi)5.8,在(zai)24.38m(80 ft)地(di)(di)段是(shi)8.5,可(ke)見低合金(jin)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)優(you)越(yue)性大。Larrabee談(tan)到該問題,如(ru)(ru)果在(zai)飛濺帶(dai)比水面更(geng)高的(de)(de)(de)(de)部分,那(nei)么(me)這(zhe)種優(you)越(yue)性是(shi)能(neng)夠期待的(de)(de)(de)(de)。另外,這(zhe)種低合金(jin)鋼(gang)(gang)在(zai)24.38m(80 ft)地(di)(di)段的(de)(de)(de)(de)3.5年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)減(jian)厚(hou)(hou)量0.28mm(0.08mm/年(nian)(nian)(nian))比前(qian)述(shu)的(de)(de)(de)(de)耐候鋼(gang)(gang)2年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)減(jian)厚(hou)(hou)量0.16mm(0.08mm/年(nian)(nian)(nian))或者5年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)減(jian)厚(hou)(hou)量0.49mm(0.1mm/年(nian)(nian)(nian))雖(sui)然沒有大的(de)(de)(de)(de)差別,可(ke)是(shi)如(ru)(ru)果看碳(tan)素鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)數(shu)據,在(zai)這(zhe)個暴曬(shai)場進(jin)行腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)試驗,好像(xiang)每年(nian)(nian)(nian)有很大差異(yi),也許不能(neng)直(zhi)接(jie)進(jin)行比較。


 長尺(chi)材海(hai)中部分的(de)腐(fu)蝕(shi),無論碳素鋼(gang)(gang)或者0.5%Ni-0.5%Co-0.12%P鋼(gang)(gang),平均(jun)減厚量(liang)5年約為1.1mm(45 mil;0.23mm/年),都是相同的(de)。在這(zhe)篇報告中正像Larrabee 所敘(xu)述的(de)那樣,海(hai)水中鋼(gang)(gang)的(de)腐(fu)蝕(shi)取決于(yu)向鋼(gang)(gang)表(biao)面提供溶解氧(yang)的(de)多少,這(zhe)在當時(shi)已經眾所皆知。如果假定由于(yu)鋼(gang)(gang)的(de)化(hua)學成分在海(hai)水中的(de)腐(fu)蝕(shi)速度不同,那么(me)表(biao)面生成的(de)作為銹層溶解氧(yang)擴(kuo)散(san)障壁的(de)性質也應該不同。


 可是與(yu)大氣中生成的(de)銹層不同(tong)(tong),低合金鋼(gang)化(hua)學成分的(de)不同(tong)(tong)幾乎不能使銹層的(de)性(xing)質產(chan)生差別,該結果沒(mei)(mei)有(you)出乎意料之外。在本節后面(mian)敘述的(de)英國(guo)研(yan)究結果也(ye)表(biao)明,能使海水(shui)中腐蝕減低的(de)元素大體上只有(you)Cr,而(er)Ni、Cu、P幾乎沒(mei)(mei)有(you)效果。


 用(yong)(yong)于護岸等的(de)(de)鋼樁的(de)(de)腐(fu)蝕,如上所述在海水飛濺帶最(zui)大(da),這部分的(de)(de)腐(fu)蝕損傷決定了鋼樁總體(ti)的(de)(de)使用(yong)(yong)壽(shou)(shou)命,所以減低飛濺帶的(de)(de)腐(fu)蝕也(ye)就是(shi)意味著延長了鋼樁的(de)(de)使用(yong)(yong)壽(shou)(shou)命。如Schmit和Phelps所敘述的(de)(de)那(nei)樣:“飛濺帶的(de)(de)防蝕,因(yin)為(wei)涂漆(qi)、包敷、混凝(ning)土都會提高成本,所以對(dui)耐蝕鋼才(cai)有(you)意義(yi)。可(ke)是(shi),在海水中碳素鋼的(de)(de)腐(fu)蝕速度很小(xiao),經過20年為(wei)0.05mm/年(2mpy),比(bi)這更低的(de)(de)是(shi)0.025mm/年(1mpy),在多數(shu)場(chang)合(he)下即使不進行防蝕也(ye)能(neng)滿足使用(yong)(yong)要求,如果需要的(de)(de)話可(ke)以實施電氣防蝕措施”。這樣的(de)(de)考(kao)慮方法是(shi)妥當的(de)(de),應(ying)該把(ba)海水飛濺帶耐蝕性優秀的(de)(de)耐海水鋼作為(wei)生產目標(biao)。

 

 從那以后(hou),U.S.Steel 公司(si)(si)在(zai)美國14個場所做了實用(yong)(yong)試(shi)驗后(hou),從1964年(nian)開始以USS MARINER 鋼(gang)(Cu-Ni-P系)商品名進行銷售。關于(yu)實用(yong)(yong)試(shi)驗在(zai)本書資料5表17中給出(chu)(chu),初期的主要使用(yong)(yong)實例在(zai)該資料的表21中給出(chu)(chu)。如下一節所述,這種耐蝕(shi)鋼(gang)的技術,先后(hou)于(yu)1965年(nian)被(bei)當(dang)時的富士(shi)制(zhi)(zhi)鐵、八幡制(zhi)(zhi)鐵公司(si)(si)及1967年(nian)被(bei)川崎制(zhi)(zhi)鐵公司(si)(si)引入日本。


 在(zai)英國(guo),以英國(guo)鋼(gang)鐵(tie)協會腐蝕(shi)委員(yuan)會為(wei)首,于1930年后期,開始了碳素鋼(gang)或(huo)低合金鋼(gang)的大(da)(da)氣或(huo)海水(shui)耐蝕(shi)性的研究。這主要(yao)是考慮到在(zai)沒有(you)涂漆保護的用途上(shang),如果能(neng)減少腐蝕(shi)率,且能(neng)夠使用較(jiao)薄的構件,即使價(jia)格高,也會受到工程師的歡迎。關于大(da)(da)氣中的試驗(yan)結果已(yi)經在(zai)2.1.1節中敘述過。試驗(yan)的場(chang)合,主要(yao)是考慮能(neng)否在(zai)由于錨或(huo)鏈使涂漆受到機械損傷(shang)的船舶(bo)上(shang)使用鋼(gang)板(ban)。


1935年9月,首先,為(wei)了(le)研究放置試驗(yan)(yan)材的(de)(de)(de)(de)水(shui)深影(ying)(ying)響(xiang)因素(su)、軋制氧(yang)化皮影(ying)(ying)響(xiang)因素(su)、試片尺寸引(yin)起的(de)(de)(de)(de)腐蝕率(lv)的(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)等主要試驗(yan)(yan)條件(jian),開始(shi)了(le)海水(shui)浸泡試驗(yan)(yan)。結果表明,在約1m以上,水(shui)深的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)因素(su)小,促進孔(kong)蝕的(de)(de)(de)(de)軋制氧(yang)化皮應該除掉,尺寸不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)試驗(yan)(yan)材的(de)(de)(de)(de)結果不(bu)能(neng)進行比較(jiao)等。并且,為(wei)了(le)了(le)解(jie)鋼的(de)(de)(de)(de)化學組成的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang),注意到(dao)能(neng)改變(bian)溶解(jie)氧(yang)的(de)(de)(de)(de)供給狀(zhuang)況的(de)(de)(de)(de)海洋生物的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang),進行了(le)使銹層(ceng)不(bu)同(tong)所引(yin)起的(de)(de)(de)(de)溶解(jie)氧(yang)的(de)(de)(de)(de)差如何反映到(dao)試驗(yan)(yan)結果上的(de)(de)(de)(de)研究。


 為了研究低(di)合金組成的(de)影響,所進(jin)行(xing)的(de)4組暴露試(shi)(shi)(shi)驗(yan)的(de)第(di)1組試(shi)(shi)(shi)驗(yan)表(biao)明,0.5%Cu鋼(gang)的(de)耐蝕(shi)(shi)性和碳(tan)素鋼(gang)完全沒有(you)(you)差別(bie)。從(cong)1940年(nian)起,經7個月(yue)在Plymouth進(jin)行(xing)的(de)第(di)2組試(shi)(shi)(shi)驗(yan),除了9種(zhong)碳(tan)素鋼(gang)外(wai),使用了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)等,全部使用了30種(zhong)鋼(gang)。雖(sui)然Cr-Cu-Si-P鋼(gang)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)率比碳(tan)素鋼(gang)稍低(di),可是認為在統(tong)計上(shang)幾乎沒有(you)(you)意義,實質上(shang)腐(fu)蝕(shi)(shi)率低(di)的(de)鋼(gang)只有(you)(you)Cr-Al系(xi)。而且,其(qi)他鋼(gang)沒有(you)(you)發生(sheng)孔蝕(shi)(shi),而Cr-Al系(xi)卻產生(sheng)了0.5mm程度的(de)孔蝕(shi)(shi)。


 從1946年(nian)開始在(zai)Emsworth進行了(le)60種鋼(gang)(gang)(gang)為期5年(nian)的試(shi)(shi)驗(yan)。使用的試(shi)(shi)驗(yan)材(cai)(cai)是(shi)0.5%Cu-(1%~2.5%)Cr-(0.05%~0.16%)P-≤0.8%Si鋼(gang)(gang)(gang)(19種)、2.5%Cr-(0.14%、1.5%)Al-0.5%Si鋼(gang)(gang)(gang)(3種)、1%Cr-0.5%Cu-3%Ni 鋼(gang)(gang)(gang)、(0.8%、1%、3%)Cr-0.5%Mo-(0.2%、2%、3%)Ni鋼(gang)(gang)(gang)等(deng)。此外,試(shi)(shi)驗(yan)材(cai)(cai)還有以(yi)0.2%Cu為基體添(tian)加總量為小(xiao)于1%的As、Be、Bi、Pb、Mo、Nb、Sb、Sn、W、Ta等(deng)元素試(shi)(shi)驗(yan)材(cai)(cai)。


 根據(ju)2年后的(de)結果(guo),表明有(you)(you)顯(xian)著效果(guo)的(de)是(shi)鉻(ge),腐(fu)(fu)蝕(shi)率從(cong)碳(tan)素(su)鋼的(de)約3mdd(0.075mm/年)開始隨著鉻(ge)的(de)添(tian)(tian)加成直線下(xia)降,至3%Cr變成1mdd(0.025mm/年)。添(tian)(tian)加1.6%A1、3%Ni、0.5%Mo等即使沒有(you)(you)添(tian)(tian)加鉻(ge),腐(fu)(fu)蝕(shi)率也(ye)能分別降低到碳(tan)素(su)鋼的(de)59%、80%、90%,可(ke)是(shi)在與(yu)1%~3%的(de)鉻(ge)共存時(shi),這些元(yuan)素(su)的(de)貢獻(xian)非帶小,鉻(ge)的(de)效果(guo)非常大,并(bing)且,看(kan)不(bu)出(chu)與(yu)鉻(ge)共存的(de)Co、P、Si等元(yuan)素(su)的(de)效果(guo)。除了0.2%C0-0.3%Be鋼顯(xian)示有(you)(you)碳(tan)素(su)鋼的(de)75%的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)率外,添(tian)(tian)加As、Bi、Pb等元(yuan)素(su)的(de)鋼沒有(you)(you)效果(guo)。單(dan)獨添(tian)(tian)加0.5%Cu,與(yu)0.15%P共存時(shi),雖然腐(fu)(fu)蝕(shi)率稍(shao)有(you)(you)下(xia)降但是(shi)由于(yu)數據(ju)少還(huan)未能搞(gao)清楚。


 5年(nian)后的(de)(de)(de)結果(guo)與2年(nian)后的(de)(de)(de)結果(guo)沒(mei)有實質(zhi)的(de)(de)(de)變化(hua)。表示有顯著(zhu)效果(guo)的(de)(de)(de)是鉻,2.5%~3%Cr使腐蝕(shi)率減少一半.結果(guo)最好的(de)(de)(de)是1.4%Al-2.8%Cr-0.8%Si鋼,腐蝕(shi)率是1.0mpy(0.025mm/年(nian))。可是不加鋁的(de)(de)(de)2.6%Cr鋼的(de)(de)(de)腐蝕(shi)率是1.2mpy(0.030mm/年(nian)),這一結果(guo)是否表明鋁起了主要作用還不清楚。


 把在這里使用的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)材,同(tong)時提供到屬于工業地區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)Sheffied進行了5年的(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)暴(bao)曬試(shi)驗(yan)(yan)(yan)。與該結果相(xiang)比,在海水試(shi)驗(yan)(yan)(yan)中鋼(gang)中添加元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果小,這一結果,使報告者感到失望。溶(rong)解氧的(de)(de)(de)(de)(de)供給控制著腐蝕速度,再加上(shang)只要作為(wei)覆蓋表面銹的(de)(de)(de)(de)(de)氧擴(kuo)散障壁(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)質(zhi)不(bu)(bu)同(tong),就可以期待添加元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果,這是(shi)當時所知道的(de)(de)(de)(de)(de)事實,因為(wei)海水中的(de)(de)(de)(de)(de)銹層(ceng)不(bu)(bu)像大氣(qi)中銹層(ceng)那樣受到干濕交替作用,在本質(zhi)上(shang)防蝕能力就小,而且鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)化學組(zu)成所引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)銹層(ceng)性(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)差異小,所以與其說對鉻的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果難以想像,不(bu)(bu)如說這是(shi)現在一般(ban)考慮(lv)方法的(de)(de)(de)(de)(de)重要過程。


 另一方面,美國(guo)長期在(zai)海(hai)中(zhong)(zhong)使用(yong)(yong)(yong)的(de)結構物的(de)重(zhong)要性(xing)(xing)增加了,作為了解結構材料的(de)長期耐(nai)久性(xing)(xing),決定防蝕法應用(yong)(yong)(yong)的(de)必要性(xing)(xing)或其設計(ji)上的(de)正(zheng)確性(xing)(xing)的(de)基礎數據(ju),在(zai)海(hai)水中(zhong)(zhong)的(de)腐蝕數據(ju)的(de)需(xu)要增多了。Naval Research Laboratory的(de) Southwell 和 Alexanders等,從1946~1947年起(qi)在(zai)巴拿馬的(de)Ft.Amador海(hai)面2.4km的(de)Naos島(太平洋)上進(jin)行(xing)了52種(zhong)(zhong)金屬材料的(de)海(hai)洋暴露試驗(yan)。所用(yong)(yong)(yong)的(de)材料中(zhong)(zhong)12種(zhong)(zhong)是鋼(gang),除了碳素鋼(gang)之外(wai),使用(yong)(yong)(yong)了0.3%Cu、2%Ni、5%Ni、3%Cr、5%Cr及4種(zhong)(zhong)低合金鋼(gang)。定為1、2、4、8及16年回收,反(fan)復數是2。試驗(yan)是在(zai)潮差(cha)帶的(de)中(zhong)(zhong)央(yang)和最(zui)低潮位正(zheng)下面2個部位進(jin)行(xing)的(de)。全部用(yong)(yong)(yong)了1000片試片。


 中(zhong)(zhong)間報告(gao)分8次出(chu)版,1970年(nian)發表(biao)了包括16年(nian)結(jie)果(guo)的(de)(de)最終報告(gao)。出(chu)乎(hu)意料(liao)的(de)(de)結(jie)果(guo)是,鎳(nie)鋼、鉻(ge)鋼、4種低(di)合金(jin)鋼在海中(zhong)(zhong)的(de)(de)耐蝕性全都比(bi)碳素鋼差,在潮差帶也同樣差。主(zhu)要的(de)(de)試驗結(jie)果(guo)歸納于(yu)表(biao)3-1。


表 1.jpg



 鉻鋼(gang)的平(ping)(ping)均(jun)腐(fu)蝕深度(du)(du)(du)比(bi)(bi)(bi)碳(tan)素(su)(su)(su)鋼(gang)大20%~50%,16年(nian)后的腐(fu)蝕深度(du)(du)(du)也同(tong)(tong)樣大。這(zhe)和在(zai)英(ying)國等(deng)得到鉻在(zai)海中(zhong)是(shi)有(you)效的結論完全不同(tong)(tong)。在(zai)巴(ba)拿馬的試(shi)驗,第(di)1年(nian)的平(ping)(ping)均(jun)腐(fu)蝕深度(du)(du)(du)是(shi)碳(tan)素(su)(su)(su)鋼(gang)的1/2以(yi)下(xia),可(ke)是(shi)第(di)4年(nian)略超過碳(tan)素(su)(su)(su)鋼(gang),8年(nian)中(zhong)大致形成(cheng)穩定腐(fu)蝕速度(du)(du)(du)后保(bao)持比(bi)(bi)(bi)碳(tan)素(su)(su)(su)鋼(gang)大30%~40%的速度(du)(du)(du)。但(dan)是(shi)只(zhi)有(you)孔(kong)蝕深度(du)(du)(du)和碳(tan)素(su)(su)(su)鋼(gang)相同(tong)(tong)。相反在(zai)潮差帶平(ping)(ping)均(jun)腐(fu)蝕深度(du)(du)(du)和碳(tan)素(su)(su)(su)鋼(gang)相比(bi)(bi)(bi)沒有(you)變(bian)化(hua),然而(er)孔(kong)蝕深度(du)(du)(du)是(shi)碳(tan)素(su)(su)(su)鋼(gang)的2.3~2.5倍。


 鎳鋼在(zai)全(quan)浸(jin)帶(dai)的(de)平(ping)(ping)均腐(fu)蝕深度比(bi)碳(tan)素鋼只大(da)(da)(da)10%,第16年(nian)的(de)腐(fu)蝕速度和碳(tan)素鋼相(xiang)比(bi)幾乎沒(mei)有變化(hua),然(ran)而最(zui)大(da)(da)(da)孔(kong)蝕深度是碳(tan)素鋼的(de)2倍以上(shang)。相(xiang)反潮差(cha)帶(dai)的(de)16年(nian)間的(de)年(nian)平(ping)(ping)均腐(fu)蝕深度比(bi)碳(tan)素鋼大(da)(da)(da)20%,可是8年(nian)間的(de)最(zui)大(da)(da)(da)孔(kong)蝕深度相(xiang)同(tong)。


 Cr-Ni-Cu-P系的低合金鋼,在潮差帶與(yu)碳素鋼相(xiang)同,在全浸帶平均(jun)腐(fu)蝕深度、最(zui)大(da)腐(fu)蝕深度都是(shi)50%或者更大(da)。


 Ni-Cu或者Ni-Cu-Mo-P系(xi)的(de)低合金鋼,雖然在(zai)全(quan)浸帶、潮差帶的(de)平均(jun)腐(fu)蝕深(shen)度都與(yu)碳素鋼接近,可(ke)是不管在(zai)哪種試驗環(huan)境(jing)下最大腐(fu)蝕深(shen)度也是45%~100%。


 根據以上的(de)(de)(de)(de)結果(guo),在(zai)(zai)潮差帶(dai)(dai)、全(quan)浸帶(dai)(dai)或者其兩方耐(nai)(nai)蝕(shi)性好的(de)(de)(de)(de)低合金組成的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)鋼是不能存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)。該報(bao)告出版時(shi),在(zai)(zai)有(you)關人員之間引起了很大的(de)(de)(de)(de)轟動。并且,這(zhe)個(ge)結果(guo)至(zhi)今仍很有(you)名(ming),在(zai)(zai)海(hai)洋環境的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)解說中必被引用,然(ran)而好像(xiang)多數是拿熱帶(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)巴(ba)拿馬的(de)(de)(de)(de)異常數據的(de)(de)(de)(de)微量差別進行敘(xu)述的(de)(de)(de)(de)。


 根據(ju)鉻含量(liang)高的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang),平均(jun)腐(fu)(fu)蝕(shi)深度(du)比(bi)(bi)碳素鋼(gang)(gang)(gang)小(xiao)而(er)(er)最大(da)腐(fu)(fu)蝕(shi)深度(du)比(bi)(bi)碳素鋼(gang)(gang)(gang)大(da)的(de)(de)(de)上述Hudson結(jie)果(guo),專家們認(ren)識到單加入鉻時必須注(zhu)意(yi)局部腐(fu)(fu)蝕(shi),可是巴拿馬(ma)的(de)(de)(de)試(shi)驗結(jie)果(guo)表明(ming)(ming)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)沒有(you)問(wen)題,而(er)(er)平均(jun)腐(fu)(fu)蝕(shi)深度(du)卻比(bi)(bi)碳素鋼(gang)(gang)(gang)大(da),而(er)(er)且3%鉻鋼(gang)(gang)(gang)比(bi)(bi)5%鉻鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)傾(qing)向性(xing)大(da)。鎳鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)平均(jun)腐(fu)(fu)蝕(shi)深度(du)是碳素鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)2倍以(yi)上,也與(yu)其他人的(de)(de)(de)經(jing)驗完(wan)全(quan)不同。如下一(yi)節所(suo)敘述的(de)(de)(de)那樣,在開發的(de)(de)(de)耐海水鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)大(da)部分都添加了鉻,關于(yu)這些鋼(gang)(gang)(gang)所(suo)獲得的(de)(de)(de)數據(ju)表明(ming)(ming),平均(jun)腐(fu)(fu)蝕(shi)深度(du)、最大(da)腐(fu)(fu)蝕(shi)深度(du)都比(bi)(bi)碳素鋼(gang)(gang)(gang)明(ming)(ming)顯(xian)地減輕。