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耐候钢是指在大气环境中具备耐腐蚀性能的低合金高强度钢，09CuPRE耐候钢是国内传统耐候钢种之一。通过向09CuPRE耐候钢中添加微量铌元素，研究了铌对耐候钢金相组织、力学及腐蚀性能的影响规律，对于耐候钢综合性能的提升有一定的指导意义。本研究通过常温拉伸试验、冲击试验、硬度试验和模拟工业大气环境的周期浸润腐蚀试验，并借助蔡司金相显微镜、激光共聚焦显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及电化学分析测试仪等实验仪器系统地测试了铌对09CuPRE耐候钢组织及性能的影响。通过对力学试验结果及周浸试验失重数据、电化学极化曲线、阻抗能谱的综合分析，得出下列结论：铌通过固溶铌的拖拽作用与碳氮铌等析出相在晶界处钉扎作用增加了组织形核率，抑制了晶粒长大，使得晶粒变得细化均匀。随着铌含量的增加，组织细化明显。添加适量的铌，由于细晶强化与析出强化的共同作用，试验钢的屈服强度和抗拉强度显著提高，其中屈服强度的增幅略大于抗拉强度。当铌含量为0.051%时，屈服强度和抗拉强度达到最大值，分别达到383.19MPa和496.11MPa；铌的添加改善了09CuPRE耐候钢的塑性，当铌含量为0.051%时，塑性达到最佳，拉伸断口韧窝细小且均匀，呈现出良好的塑性特征。随着铌含量的增加，试验钢在-20℃和25℃时的冲击韧性呈先增大后降低的趋势，当铌含量为0.032%时，冲击功达到最大值，冲击功分别为126J与218J。随着铌元素的加入，09CuPRE耐候钢的洛氏硬度逐渐增大。随着钢中铌含量的增加，09CuPRE耐候钢的耐腐蚀性能得到提升。铌元素的添加明显降低了腐蚀速率，促进了稳定锈层的生成。在本试验铌含量添加范围内，铌含量为0.073%时，09CuPRE耐候钢耐腐蚀性能最佳。