根據現有文獻可知，最初對具有合金成分鋼進行海水腐蝕試驗的是由INCO公司的 Francis L.LaQue 于1935年在KureBeach,N.C.開始的。如同在在線亞洲日產一區二區:耐候鋼一章中所敘述的那樣，5年后的1940年，LaQue開始在該場所進行大氣腐蝕試驗，至今為止該場所已經成為世界上屈指可數的大氣暴曬試驗場。談到1935年，在那之前，也就是在1933年U.S.Steel 公司發表了Cu-Cr-P系（當初）的耐候鋼COR-TEN之后，人們已經通過ASTM大氣暴曬試驗搞清楚Cu或Cu+P對耐候性的效果（參照2.1.1節）。但是，那時除Cu-Cr-P系外，有關海洋大氣等條件下低合金的大氣暴曬數據還很少。
1941年(nian)(nian)5月27日在(zai)(zai)Kure Beach開始的鋼(gang)樁海(hai)水(shui)(shui)試(shi)驗(yan)(yan)中(zhong)，除了碳素鋼(gang)以(yi)(yi)(yi)外還試(shi)驗(yan)(yan)了0.23%Cu的含銅鋼(gang)。鋼(gang)樁長(chang)度約11m（36 ft)、厚度約9.5mm(3/8in),分別用了2根(gen)。令人感(gan)興趣的是，它(ta)與在(zai)(zai)稍前（1937年(nian)(nian)）開始的英國(guo)海(hai)水(shui)(shui)全浸試(shi)驗(yan)(yan)（本節后述）不同(tong)，該試(shi)驗(yan)(yan)從(cong)平均(jun)潮(chao)位到(dao)海(hai)底土(tu)雖然(ran)只有約1.5m(5ft),卻使用了從(cong)海(hai)底土(tu)延伸到(dao)海(hai)上大氣的鋼(gang)樁。現在(zai)(zai)人們(men)都知道，設(she)置(zhi)在(zai)(zai)海(hai)水(shui)(shui)中(zhong)裸露鋼(gang)樁的腐蝕(shi)在(zai)(zai)海(hai)水(shui)(shui)飛濺(jian)帶及(ji)平均(jun)干潮(chao)位以(yi)(yi)(yi)下為最大，這一(yi)事實是1949年(nian)(nian)由著名的 Humble 報告公之于(yu)眾的，所以(yi)(yi)(yi)可以(yi)(yi)(yi)認為該試(shi)驗(yan)(yan)（進行到(dao)1946年(nian)(nian)，未發表）的作(zuo)法構思巧(qiao)妙。
1946年，由于附近揚水場泵(beng)停止運轉(zhuan)，沒有(you)海水流人，因此環境條件改變，試(shi)驗中止。把(ba)試(shi)驗材(cai)料回收(shou)進(jin)行研究發現，在(zai)海水飛濺帶腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)峰值位(wei)置，含銅鋼(gang)(gang)和碳素鋼(gang)(gang)在(zai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)上沒有(you)差別，在(zai)平(ping)均干潮位(wei)0.3m(1ft)下的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)峰值位(wei)置，含銅鋼(gang)(gang)的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)約(yue)為(wei)碳素鋼(gang)(gang)的(de)60%。并(bing)且，在(zai)潮差部兩種鋼(gang)(gang)都發生了劇烈的(de)孔(kong)蝕(shi)。
1946年(nian)7月，在以前的(de)試(shi)驗材(cai)里(li)加入(ru)市(shi)售的(de)低合金鋼(gang)(gang)(gang),到(dao)1950年(nian)為(wei)止(zhi)繼續進行了3年(nian)7個(ge)月的(de)鋼(gang)(gang)(gang)樁(zhuang)試(shi)驗。這次沒有流速，把潮(chao)位的(de)變(bian)化作為(wei)影(ying)響(xiang)因素(su)。將海(hai)水飛濺(jian)帶(dai)與碳素(su)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)腐蝕峰值(zhi)進行對比，含銅鋼(gang)(gang)(gang)約(yue)80%,市(shi)售的(de)低合金鋼(gang)(gang)(gang)約(yue)70%。
1950年，INCO公司(si)的海水腐蝕(shi)試驗(yan)(yan)場從Kure Beach遷移到現(xian)在的Harbor Island,N.C..現(xian)在被稱為(wei) La Que Center for Cor-rosion Technology.1951年，U.S.Steel 公司(si)的 Larrabee 在這(zhe)個試驗(yan)(yan)場開(kai)始了Cu-Ni-P系低合金鋼(gang)的長(chang)尺材(cai)暴露試驗(yan)(yan)。采用Ni含(han)量(liang)(liang)為(wei)0.3%或者0.5%、Cu含(han)量(liang)(liang)為(wei)0.2%或者0.5%、P含(han)量(liang)(liang)為(wei)0.11%~0.17%的6種(zhong)鋼(gang)材(cai)。試驗(yan)(yan)材(cai)料(liao)定(ding)為(wei)長(chang)度(du)(du)6m(約(yue)20ft)、寬度(du)(du)150mm(約(yue)6in)。
有趣的是，雖(sui)然已經開發(fa)了(le)COR-TEN,為什(shen)么不在這里進(jin)行COR-TEN或者 Cr系低合金鋼(gang)的試驗呢？把含銅鋼(gang)（0.23%Cu;P0.013%,較低）和碳(tan)素鋼(gang)一起作為比(bi)較材料(liao)。
根(gen)據所發表(biao)的(de)(de)5年(nian)間的(de)(de)試驗結果(guo)，Larrabee在(zai)文獻(xian)的(de)(de)緒言中(zhong)說：“Previous exposure tests have showen that Ni-Cu-P steel haveSuperior corrosion resistance in this zone[作者注：splash zone(海(hai)(hai)水(shui)(shui)飛濺帶）］”。可是沒(mei)有引(yin)用文獻(xian)。根(gen)據敘述U.S.Steel公司耐(nai)(nai)海(hai)(hai)水(shui)(shui)鋼(gang)(gang)(gang)開(kai)(kai)發經過的(de)(de)紺野的(de)(de)資料(資料5),當(dang)時(shi)在(zai)Carnegie Ilinois 公司的(de)(de)Larrabee把(ba)Cu、Ni、Cr、P以(yi)及(ji)將其(qi)組合的(de)(de)17種(zhong)(zhong)試驗鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)工(gong)業地(di)(di)區(qu)、田園地(di)(di)區(qu)及(ji)臨海(hai)(hai)地(di)(di)區(qu)（Kure Beach)進行了(le)(le)大(da)氣暴(bao)曬試驗，Ni-Cu-P系鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)海(hai)(hai)濱大(da)氣中(zhong)顯示出(chu)良(liang)好的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)，據說成為(wei)了(le)(le)Ni-Cu-P系耐(nai)(nai)海(hai)(hai)水(shui)(shui)鋼(gang)(gang)(gang)開(kai)(kai)發的(de)(de)開(kai)(kai)端(duan)。然而，即使在(zai)系列(lie)試驗中(zhong)，實(shi)際含Cr的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)17種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)只有3.1%Cr-1.1%Cu(低P)和3.5%Ni-0.16%Cr(低P)兩種(zhong)(zhong)，好像沒(mei)有把(ba)鉻作為(wei)主(zhu)要研究(jiu)對象。
1970年(nian)出版的(de)(de)U.S.Steel 公(gong)司(si) Schmit 和Phelps有(you)關(guan)海(hai)洋(yang)中使用(yong)結構鋼的(de)(de)文獻，給出了關(guan)于碳(tan)素(su)鋼、含銅鋼、耐(nai)(nai)候(hou)鋼（Cr-Si-Cu-Ni-P系、ASTM A242、Type 1)等，在Kure Beach 的(de)(de)24.38m（80 ft)及243.8m(800 ft)地(di)(di)段進行大氣(qi)暴曬試驗的(de)(de)結果(guo)。根據(ju)該結果(guo)，離海(hai)岸24.38m(80ft)地(di)(di)段經2年(nian)暴曬，耐(nai)(nai)候(hou)鋼的(de)(de)減厚(hou)(hou)量是(shi)0.16mm(6.4mil),與碳(tan)素(su)鋼的(de)(de)減厚(hou)(hou)量0.9mm(36 mil)相比(bi)，耐(nai)(nai)候(hou)性高(gao)5倍以上(shang)，可是(shi)耐(nai)(nai)候(hou)鋼0.16mm這(zhe)一(yi)數據(ju)要比(bi)243.8m(800 ft)地(di)(di)段的(de)(de)碳(tan)素(su)鋼7.5年(nian)的(de)(de)數據(ju)差。24.38m(80ft)地(di)(di)段的(de)(de)耐(nai)(nai)候(hou)鋼5年(nian)間的(de)(de)腐蝕減量增加到0.49mm(19.4mil),說明(ming)即使比(bi)碳(tan)素(su)鋼好，絕對的(de)(de)耐(nai)(nai)腐蝕性對于裸露(lu)使用(yong)也不完全(quan)充分(fen)。
關于該數(shu)據(ju)沒有(you)引用(yong)文(wen)獻，不知道是(shi)(shi)(shi)什么時候得到的(de)(de)，然而作者1960年(nian)與Phelps見面時，他(ta)曾經說(shuo)過耐(nai)候鋼(gang)在24.38m(80ft)地段、進而在海(hai)水(shui)飛(fei)濺帶耐(nai)蝕(shi)性不好是(shi)(shi)(shi)因為(wei)添加了(le)(le)鉻,所(suo)以U.S.Steel 公司(si)從耐(nai)候鋼(gang)里(li)除去了(le)(le)鉻。假(jia)如(ru)該數(shu)據(ju)或(huo)者類似的(de)(de)數(shu)據(ju)在20世紀50年(nian)代初期存在的(de)(de)話，那(nei)么上(shang)述(shu)的(de)(de)考慮方法(fa)把鉻除外是(shi)(shi)(shi)可能的(de)(de)。鉻是(shi)(shi)(shi)能有(you)效地提高鋼(gang)在海(hai)水(shui)中耐(nai)蝕(shi)性惟一的(de)(de)元(yuan)素，正如(ru)后面所(suo)敘(xu)述(shu)的(de)(de)那(nei)樣，U.S.Steel 公司(si)的(de)(de)耐(nai)海(hai)水(shui)鋼(gang)是(shi)(shi)(shi)為(wei)了(le)(le)減輕飛(fei)濺帶的(de)(de)腐蝕(shi)，可能也沒有(you)把海(hai)水(shui)中的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性作為(wei)目標，這(zhe)與不加鉻是(shi)(shi)(shi)一致(zhi)的(de)(de)。
下(xia)面在(zai)(zai)談一下(xia) Larrabee 在(zai)(zai)Wrightsville Beach做的長尺(chi)材(cai)海(hai)水(shui)試驗。雖然試驗連續進行了9年(nian)(nian)，可是(shi)(shi)只發表了5年(nian)(nian)的結果。6種鋼材(cai)之中(zhong)0.5%Ni-0.5%Cu-0.12%P鋼顯示出(chu)最(zui)好(hao)的結果。在(zai)(zai)海(hai)水(shui)飛(fei)濺帶的腐蝕峰(feng)值(zhi)(zhi)(zhi)位(wei)置最(zui)大(da)減(jian)厚(hou)(hou)(hou)(hou)量是(shi)(shi)2.2mm(87 mil; 0.44mm/年(nian)(nian)），平(ping)均減(jian)厚(hou)(hou)(hou)(hou)量是(shi)(shi)0.43mm(17 mil;0.09mm/年(nian)(nian)），碳素鋼的最(zui)大(da)值(zhi)(zhi)(zhi)＞6.2mm(穿(chuan)透249 mil板厚(hou)(hou)(hou)(hou)；＞1.2mm/年(nian)(nian)），與平(ping)均值(zhi)(zhi)(zhi)2.45mm(98 mil;0.49mm/年(nian)(nian)）相比(bi)，最(zui)大(da)值(zhi)(zhi)(zhi)是(shi)(shi)3倍(bei)以上，平(ping)均值(zhi)(zhi)(zhi)是(shi)(shi)5倍(bei)以上。另外，兩種鋼的數據平(ping)均減(jian)厚(hou)(hou)(hou)(hou)量分別(bie)約1mm及3.5mm。
同時進行的(de)(de)(de) Kure Beach 24.38m(80ft)地(di)(di)段(duan)大(da)氣(qi)暴(bao)曬3.5年(nian)(nian)的(de)(de)(de)結果是(shi)，0.5%Ni-0.5%Cu-0.12%P鋼的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)量是(shi)0.28mm(11mil;0.08mm/年(nian)(nian)），碳素鋼是(shi)2.3mm(93 mil;0.66mm/年(nian)(nian)），這(zhe)與長尺(chi)材海(hai)水(shui)飛濺(jian)帶的(de)(de)(de)平均(jun)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)率(lv)(lv)相當接近，說明了24.38m(80ft)地(di)(di)段(duan)試(shi)驗場(chang)大(da)氣(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)嚴(yan)酷性。但(dan)是(shi)，平均(jun)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)比（碳素鋼／低(di)(di)合(he)金鋼）在(zai)飛濺(jian)帶是(shi)5.8,在(zai)24.38m(80 ft)地(di)(di)段(duan)是(shi)8.5,可(ke)見(jian)低(di)(di)合(he)金鋼的(de)(de)(de)優越(yue)性大(da)。Larrabee談到該問題，如(ru)果在(zai)飛濺(jian)帶比水(shui)面更高(gao)的(de)(de)(de)部分，那么這(zhe)種優越(yue)性是(shi)能夠期待的(de)(de)(de)。另外，這(zhe)種低(di)(di)合(he)金鋼在(zai)24.38m(80 ft)地(di)(di)段(duan)的(de)(de)(de)3.5年(nian)(nian)的(de)(de)(de)減厚(hou)量0.28mm(0.08mm/年(nian)(nian)）比前述的(de)(de)(de)耐(nai)候鋼2年(nian)(nian)的(de)(de)(de)減厚(hou)量0.16mm(0.08mm/年(nian)(nian)）或者5年(nian)(nian)的(de)(de)(de)減厚(hou)量0.49mm(0.1mm/年(nian)(nian)）雖然沒有(you)大(da)的(de)(de)(de)差別，可(ke)是(shi)如(ru)果看碳素鋼的(de)(de)(de)數(shu)據,在(zai)這(zhe)個暴(bao)曬場(chang)進行腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)試(shi)驗，好像(xiang)每年(nian)(nian)有(you)很大(da)差異，也許(xu)不能直(zhi)接進行比較。
長尺材海(hai)中(zhong)(zhong)部分(fen)的腐(fu)蝕，無論(lun)碳素鋼(gang)(gang)(gang)或者0.5%Ni-0.5%Co-0.12%P鋼(gang)(gang)(gang)，平均減(jian)厚量5年約為1.1mm(45 mil;0.23mm/年），都是相同(tong)的。在(zai)這篇報(bao)告(gao)中(zhong)(zhong)正(zheng)像Larrabee 所敘述的那樣，海(hai)水中(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)的腐(fu)蝕取(qu)決(jue)于向(xiang)鋼(gang)(gang)(gang)表(biao)(biao)面提供溶解氧(yang)的多少(shao)，這在(zai)當時(shi)已(yi)經(jing)眾(zhong)所皆知。如果假定由于鋼(gang)(gang)(gang)的化學成分(fen)在(zai)海(hai)水中(zhong)(zhong)的腐(fu)蝕速(su)度不(bu)同(tong)，那么表(biao)(biao)面生成的作為銹層溶解氧(yang)擴(kuo)散障壁的性(xing)質(zhi)也應該(gai)不(bu)同(tong)。
可是(shi)與大(da)氣中(zhong)生(sheng)成的(de)銹層不(bu)同，低合金鋼化學成分的(de)不(bu)同幾乎不(bu)能使(shi)銹層的(de)性質(zhi)產生(sheng)差(cha)別(bie)，該結(jie)果沒有出乎意(yi)料之(zhi)外。在本(ben)節后面敘述的(de)英國(guo)研究(jiu)結(jie)果也表(biao)明，能使(shi)海水(shui)中(zhong)腐蝕(shi)減低的(de)元素大(da)體上只(zhi)有Cr,而Ni、Cu、P幾乎沒有效(xiao)果。
用于護(hu)岸等(deng)的(de)鋼樁(zhuang)的(de)腐蝕(shi)(shi)，如(ru)上所述(shu)在海(hai)水飛(fei)濺帶最大，這部分的(de)腐蝕(shi)(shi)損傷(shang)決定了(le)鋼樁(zhuang)總體的(de)使(shi)用壽命(ming)，所以減低(di)飛(fei)濺帶的(de)腐蝕(shi)(shi)也(ye)就(jiu)是(shi)意味著(zhu)延(yan)長了(le)鋼樁(zhuang)的(de)使(shi)用壽命(ming)。如(ru)Schmit和Phelps所敘述(shu)的(de)那(nei)樣：“飛(fei)濺帶的(de)防蝕(shi)(shi)，因為(wei)涂(tu)漆(qi)、包敷、混凝土都會提高成本，所以對耐蝕(shi)(shi)鋼才有意義。可是(shi)，在海(hai)水中碳素鋼的(de)腐蝕(shi)(shi)速度很小，經(jing)過20年(nian)為(wei)0.05mm/年(nian)（2mpy),比這更低(di)的(de)是(shi)0.025mm/年(nian)（1mpy),在多數場合下即使(shi)不(bu)進行(xing)防蝕(shi)(shi)也(ye)能滿足使(shi)用要求，如(ru)果需(xu)要的(de)話可以實施電氣防蝕(shi)(shi)措(cuo)施”。這樣的(de)考慮方法是(shi)妥(tuo)當的(de)，應該(gai)把海(hai)水飛(fei)濺帶耐蝕(shi)(shi)性優秀的(de)耐海(hai)水鋼作(zuo)為(wei)生(sheng)產目標。
從(cong)那以(yi)(yi)后，U.S.Steel 公(gong)司(si)在(zai)(zai)美國14個場所做了實(shi)(shi)用試驗后，從(cong)1964年(nian)(nian)開(kai)始以(yi)(yi)USS MARINER 鋼(gang)（Cu-Ni-P系）商品(pin)名進行銷售。關于實(shi)(shi)用試驗在(zai)(zai)本書資料5表17中(zhong)(zhong)給(gei)出(chu)，初期的(de)主要使用實(shi)(shi)例在(zai)(zai)該資料的(de)表21中(zhong)(zhong)給(gei)出(chu)。如下一節所述，這種耐(nai)蝕鋼(gang)的(de)技術，先后于1965年(nian)(nian)被(bei)當時的(de)富士制(zhi)鐵(tie)(tie)、八幡制(zhi)鐵(tie)(tie)公(gong)司(si)及1967年(nian)(nian)被(bei)川崎(qi)制(zhi)鐵(tie)(tie)公(gong)司(si)引(yin)入日本。
在(zai)英國(guo)，以英國(guo)鋼(gang)鐵(tie)協會腐(fu)蝕(shi)委員(yuan)會為首，于(yu)1930年后期(qi)，開(kai)始了碳素(su)鋼(gang)或(huo)低合金鋼(gang)的(de)大(da)氣或(huo)海水耐(nai)蝕(shi)性的(de)研究。這主要是考(kao)慮到在(zai)沒有涂漆保護的(de)用(yong)途上，如果(guo)能減少腐(fu)蝕(shi)率，且能夠使用(yong)較薄的(de)構件，即使價格高(gao)，也(ye)會受到工程(cheng)師的(de)歡(huan)迎。關于(yu)大(da)氣中的(de)試(shi)驗結(jie)果(guo)已(yi)經(jing)在(zai)2.1.1節中敘述過(guo)。試(shi)驗的(de)場(chang)合，主要是考(kao)慮能否(fou)在(zai)由于(yu)錨或(huo)鏈使涂漆受到機械(xie)損傷的(de)船(chuan)舶上使用(yong)鋼(gang)板。
1935年(nian)9月(yue)，首先(xian)，為了(le)(le)研(yan)究(jiu)放置試(shi)驗(yan)(yan)材(cai)的(de)(de)(de)水(shui)深(shen)影(ying)響因素(su)、軋制氧化(hua)皮(pi)影(ying)響因素(su)、試(shi)片尺(chi)寸(cun)(cun)引(yin)起的(de)(de)(de)腐蝕率的(de)(de)(de)不同(tong)等主要(yao)試(shi)驗(yan)(yan)條件，開始了(le)(le)海水(shui)浸泡試(shi)驗(yan)(yan)。結(jie)(jie)果(guo)表明，在約1m以上(shang)，水(shui)深(shen)的(de)(de)(de)影(ying)響因素(su)小，促進(jin)孔蝕的(de)(de)(de)軋制氧化(hua)皮(pi)應該除掉，尺(chi)寸(cun)(cun)不同(tong)的(de)(de)(de)試(shi)驗(yan)(yan)材(cai)的(de)(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)不能(neng)進(jin)行(xing)比較(jiao)等。并且，為了(le)(le)了(le)(le)解鋼的(de)(de)(de)化(hua)學組(zu)成的(de)(de)(de)影(ying)響，注意到能(neng)改(gai)變溶解氧的(de)(de)(de)供給(gei)狀(zhuang)況(kuang)的(de)(de)(de)海洋生物(wu)的(de)(de)(de)影(ying)響，進(jin)行(xing)了(le)(le)使銹層不同(tong)所引(yin)起的(de)(de)(de)溶解氧的(de)(de)(de)差如何(he)反映(ying)到試(shi)驗(yan)(yan)結(jie)(jie)果(guo)上(shang)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)。
為了(le)研(yan)究低合(he)金(jin)組成的(de)影(ying)響(xiang)，所進行(xing)的(de)4組暴(bao)露試(shi)驗的(de)第1組試(shi)驗表明(ming)，0.5%Cu鋼(gang)的(de)耐蝕(shi)性和碳素(su)(su)鋼(gang)完全(quan)沒有差別。從1940年起，經7個月在(zai)Plymouth進行(xing)的(de)第2組試(shi)驗，除了(le)9種(zhong)碳素(su)(su)鋼(gang)外，使用了(le)0.5%Cu、0.5%Cu-0.15%P、0.5%Cr-0.5%Cu、0.5% Cr-0.5% Cu-(0.06%~0.11%)P、（2.1%~3.7%)Cr-（0.2%~1.3%)Al(3種(zhong)）、0.8%Cr-0.3%Cu-0.5%Si-0.12%P鋼(gang)等，全(quan)部使用了(le)30種(zhong)鋼(gang)。雖然(ran)Cr-Cu-Si-P鋼(gang)的(de)腐蝕(shi)率比碳素(su)(su)鋼(gang)稍低，可是(shi)認為在(zai)統計(ji)上幾(ji)乎沒有意義，實(shi)質上腐蝕(shi)率低的(de)鋼(gang)只(zhi)有Cr-Al系。而且，其他(ta)鋼(gang)沒有發(fa)生孔蝕(shi)，而Cr-Al系卻(que)產生了(le)0.5mm程度的(de)孔蝕(shi)。
從1946年開始在Emsworth進行了(le)60種(zhong)(zhong)鋼(gang)為期5年的(de)試(shi)驗(yan)。使用(yong)的(de)試(shi)驗(yan)材(cai)是0.5%Cu-(1%~2.5%)Cr-(0.05%~0.16%)P-≤0.8%Si鋼(gang)（19種(zhong)(zhong)）、2.5%Cr-(0.14%、1.5%)Al-0.5%Si鋼(gang)（3種(zhong)(zhong)）、1%Cr-0.5%Cu-3%Ni 鋼(gang)、（0.8%、1%、3%)Cr-0.5%Mo-（0.2%、2%、3%)Ni鋼(gang)等(deng)。此外，試(shi)驗(yan)材(cai)還有(you)以0.2%Cu為基體添加總量為小于1%的(de)As、Be、Bi、Pb、Mo、Nb、Sb、Sn、W、Ta等(deng)元(yuan)素試(shi)驗(yan)材(cai)。
根據2年后的(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)，表明(ming)有(you)(you)顯著效(xiao)果(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)是鉻，腐(fu)蝕(shi)率(lv)(lv)從碳素鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)約3mdd(0.075mm/年）開始隨著鉻的(de)(de)(de)(de)(de)添加(jia)成直線(xian)下(xia)降，至3%Cr變(bian)成1mdd(0.025mm/年）。添加(jia)1.6%A1、3%Ni、0.5%Mo等(deng)即(ji)使沒有(you)(you)添加(jia)鉻，腐(fu)蝕(shi)率(lv)(lv)也能(neng)分(fen)別降低(di)到(dao)碳素鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)59%、80%、90%,可是在與1%~3%的(de)(de)(de)(de)(de)鉻共存(cun)時，這些(xie)元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)貢獻非(fei)帶(dai)小，鉻的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)非(fei)常(chang)大，并(bing)且，看(kan)不出(chu)與鉻共存(cun)的(de)(de)(de)(de)(de)Co、P、Si等(deng)元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)。除(chu)了(le)0.2%C0-0.3%Be鋼(gang)顯示有(you)(you)碳素鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)75%的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)率(lv)(lv)外，添加(jia)As、Bi、Pb等(deng)元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)沒有(you)(you)效(xiao)果(guo)。單獨(du)添加(jia)0.5%Cu,與0.15%P共存(cun)時，雖然腐(fu)蝕(shi)率(lv)(lv)稍(shao)有(you)(you)下(xia)降但是由于數據少還未(wei)能(neng)搞(gao)清(qing)楚。
5年(nian)后的(de)(de)結(jie)果(guo)與(yu)2年(nian)后的(de)(de)結(jie)果(guo)沒有(you)實質的(de)(de)變化。表示有(you)顯著效果(guo)的(de)(de)是(shi)(shi)鉻，2.5%~3%Cr使腐蝕率(lv)減(jian)少一(yi)半.結(jie)果(guo)最好的(de)(de)是(shi)(shi)1.4%Al-2.8%Cr-0.8%Si鋼(gang)，腐蝕率(lv)是(shi)(shi)1.0mpy(0.025mm/年(nian)）。可是(shi)(shi)不(bu)加鋁的(de)(de)2.6%Cr鋼(gang)的(de)(de)腐蝕率(lv)是(shi)(shi)1.2mpy(0.030mm/年(nian)），這一(yi)結(jie)果(guo)是(shi)(shi)否表明鋁起(qi)了主要(yao)作用(yong)還不(bu)清楚(chu)。
把在(zai)這(zhe)里使用的(de)(de)(de)(de)(de)試驗材，同時提供(gong)到(dao)屬于(yu)工(gong)業地區的(de)(de)(de)(de)(de)Sheffied進行了(le)5年的(de)(de)(de)(de)(de)大氣暴(bao)曬試驗。與(yu)該結果(guo)(guo)相比，在(zai)海(hai)水試驗中(zhong)鋼中(zhong)添(tian)加(jia)元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)效果(guo)(guo)小，這(zhe)一(yi)結果(guo)(guo)，使報(bao)告者(zhe)感(gan)到(dao)失望。溶解氧的(de)(de)(de)(de)(de)供(gong)給控制著腐蝕速(su)度，再加(jia)上(shang)只要(yao)作為覆蓋表(biao)面銹的(de)(de)(de)(de)(de)氧擴散障壁(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)性質不同，就可以期待添(tian)加(jia)元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)效果(guo)(guo)，這(zhe)是(shi)當時所知(zhi)道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)事實，因為海(hai)水中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)銹層(ceng)不像大氣中(zhong)銹層(ceng)那(nei)樣受到(dao)干濕交(jiao)替作用，在(zai)本質上(shang)防蝕能(neng)力就小，而(er)且鋼的(de)(de)(de)(de)(de)化學組成所引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)銹層(ceng)性質的(de)(de)(de)(de)(de)差異(yi)小，所以與(yu)其說對(dui)鉻的(de)(de)(de)(de)(de)效果(guo)(guo)難以想像，不如說這(zhe)是(shi)現在(zai)一(yi)般考慮方法的(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)過程。
另一方面(mian)(mian)，美國(guo)長期在(zai)(zai)海(hai)中使用的(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)物的(de)(de)(de)(de)(de)重要性增(zeng)加了(le)(le)，作為了(le)(le)解結構(gou)材料的(de)(de)(de)(de)(de)長期耐久性，決定防蝕(shi)法應用的(de)(de)(de)(de)(de)必要性或其設計(ji)上的(de)(de)(de)(de)(de)正確性的(de)(de)(de)(de)(de)基礎數(shu)據，在(zai)(zai)海(hai)水中的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)數(shu)據的(de)(de)(de)(de)(de)需要增(zeng)多了(le)(le)。Naval Research Laboratory的(de)(de)(de)(de)(de) Southwell 和 Alexanders等，從1946~1947年起(qi)在(zai)(zai)巴(ba)拿馬的(de)(de)(de)(de)(de)Ft.Amador海(hai)面(mian)(mian)2.4km的(de)(de)(de)(de)(de)Naos島（太(tai)平洋）上進行了(le)(le)52種金屬材料的(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)洋暴露(lu)試(shi)(shi)(shi)驗。所用的(de)(de)(de)(de)(de)材料中12種是(shi)鋼，除了(le)(le)碳素鋼之外，使用了(le)(le)0.3%Cu、2%Ni、5%Ni、3%Cr、5%Cr及4種低(di)合金鋼。定為1、2、4、8及16年回收，反(fan)復數(shu)是(shi)2。試(shi)(shi)(shi)驗是(shi)在(zai)(zai)潮(chao)(chao)差帶的(de)(de)(de)(de)(de)中央和最低(di)潮(chao)(chao)位正下(xia)面(mian)(mian)2個部位進行的(de)(de)(de)(de)(de)。全(quan)部用了(le)(le)1000片試(shi)(shi)(shi)片。
中間報(bao)告(gao)分8次出(chu)版，1970年(nian)發表了包括16年(nian)結(jie)果的(de)最終報(bao)告(gao)。出(chu)乎意(yi)料的(de)結(jie)果是，鎳(nie)鋼、鉻鋼、4種低合金鋼在海中的(de)耐蝕性全都比碳素鋼差，在潮差帶也同樣差。主要(yao)的(de)試(shi)驗結(jie)果歸納于表3-1。
鉻鋼(gang)的(de)(de)平均腐(fu)蝕(shi)深(shen)(shen)度(du)(du)(du)比碳(tan)(tan)素鋼(gang)大20%~50%,16年后的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)深(shen)(shen)度(du)(du)(du)也同(tong)(tong)樣(yang)大。這和在(zai)英國等得(de)到鉻在(zai)海中是(shi)有效(xiao)的(de)(de)結論完(wan)全不同(tong)(tong)。在(zai)巴(ba)拿馬的(de)(de)試驗，第1年的(de)(de)平均腐(fu)蝕(shi)深(shen)(shen)度(du)(du)(du)是(shi)碳(tan)(tan)素鋼(gang)的(de)(de)1/2以下，可(ke)是(shi)第4年略超過碳(tan)(tan)素鋼(gang)，8年中大致形(xing)成穩定腐(fu)蝕(shi)速度(du)(du)(du)后保持比碳(tan)(tan)素鋼(gang)大30%~40%的(de)(de)速度(du)(du)(du)。但是(shi)只有孔蝕(shi)深(shen)(shen)度(du)(du)(du)和碳(tan)(tan)素鋼(gang)相同(tong)(tong)。相反(fan)在(zai)潮差帶(dai)平均腐(fu)蝕(shi)深(shen)(shen)度(du)(du)(du)和碳(tan)(tan)素鋼(gang)相比沒有變(bian)化(hua)，然而孔蝕(shi)深(shen)(shen)度(du)(du)(du)是(shi)碳(tan)(tan)素鋼(gang)的(de)(de)2.3~2.5倍。
鎳鋼(gang)(gang)在(zai)全浸(jin)帶的(de)平均(jun)腐(fu)(fu)蝕深(shen)度(du)(du)比碳素(su)(su)鋼(gang)(gang)只大(da)10%,第16年(nian)的(de)腐(fu)(fu)蝕速度(du)(du)和(he)碳素(su)(su)鋼(gang)(gang)相比幾(ji)乎沒有變化，然而最大(da)孔蝕深(shen)度(du)(du)是碳素(su)(su)鋼(gang)(gang)的(de)2倍以(yi)上。相反(fan)潮差帶的(de)16年(nian)間(jian)的(de)年(nian)平均(jun)腐(fu)(fu)蝕深(shen)度(du)(du)比碳素(su)(su)鋼(gang)(gang)大(da)20%,可是8年(nian)間(jian)的(de)最大(da)孔蝕深(shen)度(du)(du)相同。
Cr-Ni-Cu-P系的低合金鋼，在潮(chao)差(cha)帶與碳素鋼相同，在全浸帶平均(jun)腐蝕(shi)深度、最大(da)(da)腐蝕(shi)深度都是50%或(huo)者更大(da)(da)。
Ni-Cu或者Ni-Cu-Mo-P系的低合金鋼，雖然在(zai)全浸帶(dai)、潮差帶(dai)的平均腐蝕深度都與碳素鋼接近，可是不管在(zai)哪(na)種試驗環境下(xia)最大腐蝕深度也是45%~100%。
根據以(yi)上的(de)(de)結果(guo)，在潮差帶(dai)(dai)、全浸(jin)帶(dai)(dai)或者其(qi)兩方(fang)耐蝕(shi)性好(hao)(hao)的(de)(de)低合金(jin)組成的(de)(de)耐蝕(shi)鋼是(shi)不能存在的(de)(de)。該報告出版(ban)時，在有(you)(you)關人員之間引(yin)起了很大的(de)(de)轟動。并(bing)且，這個結果(guo)至(zhi)今仍(reng)很有(you)(you)名，在海洋環境的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)解說(shuo)中必被引(yin)用，然而好(hao)(hao)像多數是(shi)拿熱帶(dai)(dai)的(de)(de)巴拿馬的(de)(de)異常(chang)數據的(de)(de)微(wei)量差別(bie)進行(xing)敘(xu)述(shu)的(de)(de)。
根據(ju)鉻含量高的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，平(ping)均腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深度(du)(du)比碳(tan)(tan)素(su)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)小而(er)最大(da)(da)(da)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深度(du)(du)比碳(tan)(tan)素(su)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)述Hudson結果，專家(jia)們認識到單(dan)加入(ru)鉻時必須(xu)注(zhu)意局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，可是巴拿馬的(de)(de)(de)(de)(de)試驗結果表(biao)(biao)明局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)沒有(you)問題，而(er)平(ping)均腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深度(du)(du)卻(que)比碳(tan)(tan)素(su)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)大(da)(da)(da)，而(er)且3%鉻鋼(gang)(gang)(gang)(gang)比5%鉻鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)傾向性(xing)大(da)(da)(da)。鎳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)均腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深度(du)(du)是碳(tan)(tan)素(su)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)2倍以(yi)上(shang)，也與其他(ta)人的(de)(de)(de)(de)(de)經驗完全不同。如下一節所(suo)敘(xu)述的(de)(de)(de)(de)(de)那樣，在開(kai)發的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)海水(shui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)部(bu)分都添加了(le)鉻，關(guan)于(yu)這些鋼(gang)(gang)(gang)(gang)所(suo)獲得的(de)(de)(de)(de)(de)數據(ju)表(biao)(biao)明，平(ping)均腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深度(du)(du)、最大(da)(da)(da)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深度(du)(du)都比碳(tan)(tan)素(su)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)明顯地(di)減(jian)輕(qing)。
