耐蚀钢筋20MnSiCrV在氯盐环境下的

钢筋锈蚀是世界各国普遍关注的一个工程性问题，尤其是在沿海和盐湖地区，已经成为引起钢筋混凝土结构过早破坏的主要原因。耐腐蚀钢筋的开发是延长钢筋混凝土结构使用寿命的重要措施。针对海洋环境的特殊使用要求，科研人员通过对合金成分和生产工艺的优化设计，成功开发出具有优良耐海水腐蚀性能的耐蚀钢筋20MnSiCrV，其室温组织为铁素体和珠光体，屈服强度达到450MPa、抗拉强度达到650MPa、断后伸长率达到30%，各项力学性能和工艺性能均满足GB1499.2-2007标准对400MPa级螺纹钢筋的性能要求。
本工作借助盐雾腐蚀试验、电化学阻抗谱和极化曲线对含Cr耐蚀螺纹钢筋20MnSiCrV的腐蚀行为进行研究，尝试分析其耐腐蚀机理。
分别选用工业生产的直径为25mm的耐蚀钢筋20MnSiCrV和普通钢筋20MnSiV，成分见表1。盐雾腐蚀实验用样为Φ25mm×3mm的块状样品，其中一个端面作为工作面，面积为4.9cm2，其余各面用石蜡进行密封。实验采用（5.0±0.5）%NaCl中性水溶液，温度为（35±2）℃，实验时间分别为4、24、72、168和360h。实验前用180～1500#水磨砂纸对试样进行逐级打磨抛光，依次用蒸馏水、酒精和丙酮溶液清洗。实验后采用增重法评价试样腐蚀性能，利用真彩共聚焦显微镜测量试样腐蚀坑深度，用JSM7100F型扫描电镜进行表面锈层形貌观察，用D/max-2500/PC型X射线衍射仪进行锈层组成分析，用1610型电子探针显微分析仪观察锈层中元素分布。
表1实验钢的化学成分（质量分数，%）
钢号CSiMnPSCrV
20MnSiCrV0.2000.6400.7100.0240.0040.8700.030
20MnSiV0.2100.4901.4400.0190.007-0.028
结果表明：
（1）钢筋20MnSiCrV在pH值为12.8的饱和Ca（OH）2溶液中的耐Cl-腐蚀能力是普通钢筋20MnSiV的1.5倍。与普通钢筋相比，耐蚀钢筋表现出较好的耐蚀性，盐雾实验中腐蚀速率为普通钢筋的58%，腐蚀坑深度为普通钢筋的74%。
（2）合金元素Cr的添加使耐蚀钢筋基体的腐蚀敏感性大大降低，但随着在氯盐环境下腐蚀时间的延长，其腐蚀敏感性仍呈上升趋势。
（3）普通钢筋盐雾腐蚀后的锈层为单层结构，而耐蚀钢筋的锈层为双层结构，且Cr和Si在其内锈层中出现富集，有助于形成致密的内锈层。
(来源：钢铁产业)