耐蝕鋼筋20MnSiCrV在氯鹽環境下的腐蝕行為

無錫不銹鋼板6月22日訊 鋼筋銹蝕是世界各國普遍關注的一個工程性問題，尤其是在沿海和鹽湖地區，已經成為引起鋼筋混凝土結構過早破壞的主要原因。耐腐蝕鋼筋的開發是延長鋼筋混凝土結構使用壽命的重要措施。針對海洋環境的特殊使用要求，科研人員通過對合金成分和生產工藝的優化設計，成功開發出具有優良耐海水腐蝕性能的耐蝕鋼筋20MnSiCrV，其室溫組織為鐵素體和珠光體，屈服強度達到450MPa、抗拉強度達到650MPa、斷后伸長率達到30%，各項力學性能和工藝性能均滿足GB1499.2-2007標準對400MPa級螺紋鋼筋的性能要求。

本工作借助鹽霧腐蝕試驗、電化學阻抗譜和極化曲線對含Cr耐蝕螺紋鋼筋20MnSiCrV的腐蝕行為進行研究，嘗試分析其耐腐蝕機理。

分別選用工業生產的直徑為25mm的耐蝕鋼筋20MnSiCrV和普通鋼筋20MnSiV，成分見表1。鹽霧腐蝕實驗用樣為Φ25mm×3mm的塊狀樣品，其中一個端面作為工作面，面積為4.9cm2，其余各面用石蠟進行密封。實驗采用（5.0±0.5）%NaCl中性水溶液，溫度為（35±2）℃，實驗時間分別為4、24、72、168和360h。實驗前用180～1500#水磨砂紙對試樣進行逐級打磨拋光，依次用蒸餾水、酒精和丙酮溶液清洗。實驗后采用增重法評價試樣腐蝕性能，利用真彩共聚焦顯微鏡測量試樣腐蝕坑深度，用JSM7100F型掃描電鏡進行表面銹層形貌觀察，用D/max-2500/PC型X射線衍射儀進行銹層組成分析，用1610型電子探針顯微分析儀觀察銹層中元素分布。

表1實驗鋼的化學成分（質量分數，%）

鋼號CSiMnPSCrV

20MnSiCrV0.2000.6400.7100.0240.0040.8700.030

20MnSiV0.2100.4901.4400.0190.007-0.028

結果表明：

（1）耐蝕鋼筋20MnSiCrV在pH值為12.8的飽和Ca（OH）2溶液中的耐Cl-腐蝕能力是普通鋼筋20MnSiV的1.5倍。與普通鋼筋相比，耐蝕鋼筋表現出較好的耐蝕性，鹽霧實驗中腐蝕速率為普通鋼筋的58%，腐蝕坑深度為普通鋼筋的74%。

（2）合金元素Cr的添加使耐蝕鋼筋基體的腐蝕敏感性大大降低，但隨著在氯鹽環境下腐蝕時間的延長，其腐蝕敏感性仍呈上升趨勢。

（3）普通鋼筋鹽霧腐蝕后的銹層為單層結構，而耐蝕鋼筋的銹層為雙層結構，且Cr和Si在其內銹層中出現富集，有助于形成致密的內銹層。