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以含硼生铁为原料直接冶炼硼钢是一个新尝试,对这种硼钢各方面的性能研究还不完全。据已知,世界每年钢产量中有1/6因腐蚀而损耗,对钢材耐腐蚀性的研究就具有重要意义,因此,本课题选择含硼低碳钢在耐海洋大气腐蚀方面的性能进行研究。 本文首先研究含硼低碳钢是否具有耐腐蚀性,并简单考察试验钢的力学性能,主要研究工作如下: (1)对3种不同合金成分(一种单独加B,一种单独加Cu,一种复合添加B和Cu)的试验钢进行金相显微组织观察、拉伸和冲击试验,得出,强度较高的为单独添加B的试验钢,其屈服强度为415MPa,而韧性较好的为单独添加Cu的试验钢,其冲击功为143J。 (2)通过盐雾试验、电化学试验、X射线衍射、扫描电镜等测试手段,研究试验钢的耐腐蚀性,得出,单独添加B和Cu的试验钢与复合添加B和Cu的试验钢都有一定的耐海洋大气腐蚀能力,其中,复合添加B和Cu的试验钢的耐蚀性更好;B和Cu的添加对试验钢的自腐蚀电位影响不大,但增强了试验钢的阳极极化作用,减小了塔菲尔区的腐蚀电流,增大了锈层电阻,这种效果在复合添加B和Cu的试验钢中更加明显,即它在塔菲尔区的腐蚀电流更小,锈层电阻更大,使电化学反应的阻力更大;锈层中α-FeOOH的含量并不是影响耐蚀性的唯一因素,钢的耐蚀性还与锈层的结构、致密程度等有关。 其次,通过前面的研究得出,含硼低碳钢具有一定的耐海洋大气腐蚀能力,复合添加B和Cu的含硼低碳钢在本试验的成分范围内耐蚀性更好。在此基础上继续研究硼含量对含硼低碳钢耐蚀性能的影响,并简单考察试验钢的力学性能。主要研究工作如下: (1)对不同硼含量(0.002%、0.004%、0.006%)的试验钢进行金相显微组织观察、拉伸和冲击试验,得出,硼能显著提高试验钢的强度,随着硼含量的增加,钢的强度升高,但韧性下降。 (2)通过盐雾试验、电化学试验、X射线衍射等测试手段,研究试验钢的耐腐蚀性,得出,随着硼含量的增加,试验钢耐蚀性变化的整体趋势为减弱,随着腐蚀时间的延长,不同硼含量的试验钢的耐蚀性差别越来越明显,硼含量为0.002%的试验钢的耐蚀性更好;Fe3O4为良导体,含量越少,锈层电阻越大,耐蚀性越好。