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近年来，耐候钢得到极大的发展，Cu、P、Cr、Ni等合金元素的加入，使普碳钢具有了良好的耐大气腐蚀性能。国内外已有研究表明，向钢中添加合金元素锆可以提高钢的力学性能，改善钢中夹杂物。而有关锆对碳钢耐大气腐蚀性能影响报导甚少，鉴于锆自身极强的耐腐蚀性及其在钢中的作用，本文向碳钢中添加了微量合金元素锆（Zr），研究了锆的作用及其对碳钢耐大气腐蚀性能的影响。本试验共冶炼了四种不同锆含量的试验钢，1#（0．018％Zr）、2#（0．023％Zr）、3#（0．059％Zr）和4#（0．049％Zr），其中将4#试验钢中的磷含量提高到0．11％。将试验钢进行锻造轧制成3．5mm厚试验用钢板，并加工成试验用腐蚀片，以工业化大生产的SS400碳钢做对比钢，主要通过实验室加速腐蚀实验测定试验钢的腐蚀率，利用金相显微镜，扫描电镜及X衍射对试验钢微观组织及锈层进行分析，并从电化学角度评价了试验钢的耐腐蚀性能，同时对试验钢进行力学性能测试。实验结果表明：1)Zr使得试验钢的夹杂物大部分以球状氧化物的形态存在，氧化锆夹杂在锈层中分布，稳定了试验钢的锈层，阻碍腐蚀离子的侵入；2)在模拟工业大气环境中，四种含锆试验钢均较碳钢具有较好的耐蚀性，其中单一添加合金元素锆的三种试验钢的耐蚀性约为碳钢的1．14-1．25倍，4#磷含量为0．11％的试验钢的耐蚀性约为碳钢的1．175-1．40倍；3)在模拟海洋大气腐蚀环境下，四种含锆钢的耐腐蚀性能均较碳钢有所提高；4)添加Zr能有利于锈层中γ-Fe2O3／γ-FeOOH向a-FeOOH转化，有利于保护性锈层的形成，同时使锈层更加致密；5)将试验钢周浸72h和144h，对所制备的锈层进行电化学极化曲线和交流阻抗谱的测试，结果表明，试验钢的锈层电位较碳钢的锈层电位均发生了不同程度地正移，锈层电阻增大。从以上结果可以看出，在本论文试验条件下，向碳钢中单一添加合金元素锆可以提高碳钢的耐大气腐蚀性能。在模拟工业大气环境下，复合添加锆和磷可将碳钢的耐大气腐蚀性能提高20％以上，在海洋大气腐蚀环境下，相对碳钢的耐腐蚀性能提高11．8％。锆元素的添加对试验钢的力学性能基本没有影响。