随着经济的发展,钢铁材料在生活中的应用越来越多,能源运输的管道以及建设的大型器械许多都离不开钢铁材料,而这些钢铁材料在土壤环境中的腐蚀则是属于最重要腐蚀问题之一。土壤环境中存在的钢铁材料锈蚀问题不仅被认为是腐蚀物理与科学研究的领域中一个重要的技术基础性研究课题,而且被认为是地下工程的应用中急需解决的一个实际问题。低合金钢是在碳素结构钢的基础上加入少量的Mn、Si和微量的Nb、V、Ti、Al等合金元素而发展起来的一类结构用钢,但是Nb、V、Ti等合金元素的价格较贵,而我国的稀土储量丰富,并且具有很强的价格优势,在钢中加入稀土,可以通过净化钢液、细化夹杂物、捕氢等作用来提高钢的力学性能和耐腐蚀性能。本文通过在低合金钢中加入稀土,对比目前应用最广的Q450耐候钢,采用浸泡实验和电化学实验研究了不同稀土含量的低合金钢与Q450耐候钢在土壤模拟液中的腐蚀行为,探究了不同稀土含量的低合金钢在土壤模拟液中的腐蚀动力学,研究了稀土对于低合金钢耐腐蚀性能的影响,选择其中耐腐蚀性能最好的含稀土的低合金钢,继续研究不同pH值对低合金钢耐腐蚀性能的影响,探究了低合金钢在不同pH值的土壤模拟液中的腐蚀机理和腐蚀动力学。主要结论如下:稀土通过使夹杂物变性,促进致密腐蚀产物的生成,从而提高低合金钢的耐腐蚀性能。当低合金钢中的稀土加入量为0.0047%时,其耐蚀性最好,比未加稀土的腐蚀速率约降低65%,与耐蚀性较好的Q450耐候钢相比,其腐蚀速率降低了约22.24%。含稀土的低合金钢在土壤模拟液中形成的腐蚀产物均为双层结构,内层致密,外层疏松,其腐蚀产物主要为γ-FeOOH、Fe_3O_4、α-FeOOH等。含稀土的低合金钢在土壤模拟液中的反应为一级反应,且阳极的溶解为整个过程的限制性环节。稀土含量为0.0047%的低合金钢在土壤模拟液中表观腐蚀速率常数k最小,为2.359×10~(-4)μm/h。稀土含量为0.0047%的低合金钢在碱性土壤模拟液中表现为更好的耐腐蚀性。当腐蚀环境为酸性时,腐蚀产物主要为γ-FeOOH,由于H~ 的存在,生成H_2造成腐蚀产物的疏松,腐蚀严重,析氢反应为整个过程的限制性环节;当溶液的pH值变为碱性时,金属表面腐蚀活性点的形成以及阳极的溶解速度为整个过程的限制性环节。OH~-可以促进γ-FeOOH向更致密的Fe_3O_4和α-FeOOH转化,形成更加稳定致密的腐蚀产物层,从而阻碍溶液中侵蚀性离子的扩散,有效地保护基体。