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与乡村大气环境及工业大气环境相比,海洋大气环境更加复杂、恶劣、且氯离子浓度较高。南海的海洋大气环境不但氯离子浓度较高,而且还具有高湿、高热、强辐射等特点。因此,普通碳钢及低合金钢在海洋大气环境下并没有得到良好的使用。随着国家对海洋工程用钢的日益重视,对海洋大气环境下使用的低合金结构钢提出了更高的耐蚀要求。通过添加Ni、Cu、Cr等合金元素能够提高耐候钢的耐大气腐蚀性能,因此建立新型的耐候钢合金体系成为研究海洋工程用钢的方向。这对我国的海洋工程建设及国防科技事业都有着极其重要的意义。早期研究表明,在钢中添加合金元素Ni能使其自腐蚀电位正移,稳定性增加。Ni元素能够在锈层中富集,细化锈层晶粒并增加其致密性。同时Ni还能促进内锈层中纳米级、超顺磁性的α-FeOOH的形成,使锈层具有保护性从而阻挡氯离子的透过。因此在钢中添加Ni元素对改变耐候钢的耐海洋大气腐蚀性能具有重要的现实意义。但由于Ni元素的价格较为昂贵,前期的研究对不同Ni含量尤其是较高Ni含量耐候钢的耐蚀性缺乏比较和论述,因而开展Ni元素对耐候钢在海洋大气环境下耐蚀性影响的研究具有一定的价值。本文通过实验室周期浸润加速腐蚀试验模拟高湿热海洋大气环境,研究了Ni元素对低碳结构钢耐蚀性能的影响。并通过改变不同的试验条件,探究相关环境因子对不同Ni含量耐候钢耐蚀性能的影响。并借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)及电化学方法探讨腐蚀机理及锈层形成及失效机制。周期浸润加速腐蚀试验结果表明,随着Ni含量的增加,试验钢的腐蚀速率呈逐渐降低趋势。经96h周浸实验,含Ni超过3%的试验钢耐蚀性较对比钢提高了一倍。锈层XRD及SEM分析结果表明,试验钢的锈层物相均由Fe3O4,γ-FeOOH和γ-FeOOH组成,Ni能够能使耐候钢锈层的致密性增加,随着钢中Ni含量的增加,锈层中稳定性保护锈层物相γ-FeOOH的比例增加且更为细化。电化学研究发现随着Ni含量的增加,试验钢裸钢的自腐蚀电位升高,带锈钢出现钝化区宽化,钝化电流密度减小,锈层电阻增大。不同C1-浓度环境模拟试验结果表明,随着C1-浓度的增大,试验钢的腐蚀程度增大,且不利于致密锈层的形成。不同辐照量模拟试验结果表明,辐照对耐候钢在海洋大气环境下耐蚀性的影响较大,在半天辐照的条件下,试验钢的腐蚀速率最大,且呈直线增大的趋势；在无辐照的情况下,试验钢腐蚀速率都呈现前期急剧增大后期趋于平缓的趋势；在全天辐照的情况下,含Ni0.19%对比钢的腐蚀速率仍呈直线增加的趋势,而含Ni3%试验钢的腐蚀速率呈现先急剧增大后趋于平缓的趋势。辐照有利于稳定物相α-FeOOH的形成。