作为一种高效钢材,耐候钢一直是大气腐蚀用钢品种开发与腐蚀研究的热点。随着我国国民经济的迅速发展,新型高耐蚀性、高强度、低成本的耐候钢迫切需要被开发。由于金属Ca和Re同样具有夹杂物变性和净化钢液的作用,但是与Re相比,Ca具有明显的价格优势。因此,本课题用Ca替代Re添加到耐候钢中,深入系统的研究了Ca对Cu-P系耐候钢中非金属夹杂物、金相组织、机械性能和耐蚀性能等多方面的影响。通过金相显微镜、图像分析软件、扫描电镜等手段研究了Ca对耐候钢中夹杂物的影响。通过Ca夹杂变质作用可以把钢中的MnS和Al2O3夹杂变质为球形含Ca-Al-Mn-O-S的夹杂。随着Ca含量的增加,钢中夹杂物趋于弥撒均匀分布。当加入0.0029%的Ca时,40%的夹杂物尺寸小于2μm,96%以上的夹杂物尺寸小于5μm,从而改变了钢中夹杂物尺寸和分布,细小夹杂可以变为对钢材性能有利的因素,改善钢材的质量。通过实验室周期加速腐蚀实验、失重实验、扫描电镜和X射线衍射等手段对Ca-Cu-P系耐候钢和普碳钢Q345做了对比研究。Cu-P系耐候钢的耐蚀性明显优于普碳钢,加Ca的Cu-P系耐候钢的耐蚀性优于未加Ca的耐候钢。含Ca量为0.0014%的耐候钢在各个腐蚀阶段的腐蚀速率均很低。在腐蚀实验的后期,含Ca量为0.0029%的耐候钢的腐蚀速率下降的比其他钢要快,其锈层的稳定化速度很快。含Ca耐候钢锈层都十分致密,裂纹孔洞少,保护性锈层的厚度增加显著,对基体的保护能力好。含Ca量为0.0029%的钢的腐蚀产物中α-Fe OOH含量很高并且Fe3O4含量很少,所以耐候钢中的Ca合金可以促进锈层中稳定致密的α-FeOOH相的形成。耐候钢中的Ca元素主要在锈层的外部有富集,特别是在锈层的裂纹处有富集,同时Ca元素可以促进合金元素Cu在锈层中各处的均匀富集,有利于保护性锈层的生成。