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5月27日在(zai)Kure Beach開(kai)(kai)始(shi)的(de)鋼樁海(hai)(hai)水(shui)試驗(yan)中，除了(le)碳素(su)鋼以(yi)外還試驗(yan)了(le)0.23%Cu的(de)含銅鋼。鋼樁長度約11m（36 ft)、厚度約9.5mm(3/8in),分別用了(le)2根。令人感興(xing)趣(qu)的(de)是，它與在(zai)稍前(qian)（1937年）開(kai)(kai)始(shi)的(de)英國海(hai)(hai)水(shui)全(quan)浸(jin)試驗(yan)（本節后述）不同，該試驗(yan)從平均潮位到(dao)海(hai)(hai)底(di)土雖然只有約1.5m(5ft),卻使用了(le)從海(hai)(hai)底(di)土延伸到(dao)海(hai)(hai)上(shang)大(da)氣的(de)鋼樁。現在(zai)人們都知道，設置(zhi)在(zai)海(hai)(hai)水(shui)中裸露鋼樁的(de)腐蝕在(zai)海(hai)(hai)水(shui)飛濺帶及平均干潮位以(yi)下為最大(da)，這(zhe)一(yi)事實是1949年由著(zhu)名的(de) Humble 報告公之于眾的(de)，所以(yi)可(ke)以(yi)認為該試驗(yan)（進行到(dao)1946年，未發(fa)表）的(de)作法構思巧妙。
1946年，由于(yu)附近揚水場泵停止運(yun)轉，沒有海(hai)水流人，因此環境條(tiao)件改(gai)變(bian)，試驗中止。把試驗材料回收進行研究(jiu)發現，在海(hai)水飛濺帶腐蝕(shi)峰值位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)，含(han)銅(tong)鋼(gang)和(he)碳素鋼(gang)在腐蝕(shi)上沒有差別，在平(ping)均(jun)干潮位(wei)(wei)0.3m(1ft)下的腐蝕(shi)峰值位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)，含(han)銅(tong)鋼(gang)的腐蝕(shi)約為碳素鋼(gang)的60%。并(bing)且，在潮差部兩種鋼(gang)都發生了劇烈(lie)的孔(kong)蝕(shi)。
1946年7月，在以(yi)前的(de)試驗材里加入市(shi)售的(de)低(di)(di)合(he)金鋼,到(dao)1950年為止繼(ji)續(xu)進行(xing)了3年7個月的(de)鋼樁試驗。這次沒有流(liu)速，把潮位(wei)的(de)變化作為影響因素(su)。將海水飛(fei)濺帶與(yu)碳素(su)鋼的(de)腐蝕峰值進行(xing)對(dui)比(bi)，含銅鋼約80%,市(shi)售的(de)低(di)(di)合(he)金鋼約70%。
1950年(nian)，INCO公司的(de)(de)海(hai)水腐蝕(shi)試(shi)驗(yan)場(chang)從(cong)Kure Beach遷移到(dao)現在的(de)(de)Harbor Island,N.C..現在被稱為(wei) La Que Center for Cor-rosion Technology.1951年(nian)，U.S.Steel 公司的(de)(de) Larrabee 在這(zhe)個試(shi)驗(yan)場(chang)開(kai)始了Cu-Ni-P系低合金鋼(gang)的(de)(de)長尺材(cai)暴露試(shi)驗(yan)。采用Ni含(han)(han)量為(wei)0.3%或(huo)者(zhe)0.5%、Cu含(han)(han)量為(wei)0.2%或(huo)者(zhe)0.5%、P含(han)(han)量為(wei)0.11%~0.17%的(de)(de)6種(zhong)鋼(gang)材(cai)。試(shi)驗(yan)材(cai)料(liao)定為(wei)長度6m(約(yue)20ft)、寬(kuan)度150mm(約(yue)6in)。
有趣的是，雖然已經開發了COR-TEN,為(wei)什么不(bu)在這(zhe)里(li)進行COR-TEN或者(zhe) Cr系低(di)合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)的試(shi)驗呢？把含銅鋼(gang)(gang)（0.23%Cu;P0.013%,較(jiao)低(di)）和(he)碳素鋼(gang)(gang)一起作為(wei)比較(jiao)材(cai)料。
根據所發表的(de)(de)5年間的(de)(de)試驗(yan)(yan)結果，Larrabee在文獻的(de)(de)緒言中說：“Previous exposure tests have showen that Ni-Cu-P steel haveSuperior corrosion resistance in this zone[作者注：splash zone(海(hai)水飛濺(jian)帶）］”。可是沒(mei)有(you)引用(yong)文獻。根據敘述U.S.Steel公司(si)耐(nai)海(hai)水鋼(gang)開(kai)(kai)發經過的(de)(de)紺野的(de)(de)資(zi)料(資(zi)料5),當(dang)時(shi)在Carnegie Ilinois 公司(si)的(de)(de)Larrabee把(ba)(ba)Cu、Ni、Cr、P以及將其(qi)組合的(de)(de)17種試驗(yan)(yan)鋼(gang)在工業地(di)(di)區、田園地(di)(di)區及臨(lin)海(hai)地(di)(di)區（Kure Beach)進行了大氣暴曬試驗(yan)(yan)，Ni-Cu-P系鋼(gang)在海(hai)濱大氣中顯(xian)示出良好的(de)(de)耐(nai)蝕性，據說成為了Ni-Cu-P系耐(nai)海(hai)水鋼(gang)開(kai)(kai)發的(de)(de)開(kai)(kai)端。然(ran)而(er)，即使在系列(lie)試驗(yan)(yan)中，實(shi)際含Cr的(de)(de)鋼(gang)在17種鋼(gang)中只有(you)3.1%Cr-1.1%Cu(低(di)P)和3.5%Ni-0.16%Cr(低(di)P)兩種，好像沒(mei)有(you)把(ba)(ba)鉻(ge)作為主要研究對象(xiang)。
1970年(nian)出(chu)版(ban)的(de)(de)U.S.Steel 公司(si) Schmit 和Phelps有關海洋(yang)中(zhong)使(shi)用結(jie)(jie)構鋼(gang)(gang)的(de)(de)文獻，給出(chu)了關于碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)、含銅鋼(gang)(gang)、耐(nai)候鋼(gang)(gang)（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(duan)進行(xing)大氣暴曬(shai)試(shi)驗(yan)的(de)(de)結(jie)(jie)果。根據(ju)(ju)該結(jie)(jie)果，離(li)海岸(an)24.38m(80ft)地(di)(di)段(duan)經2年(nian)暴曬(shai)，耐(nai)候鋼(gang)(gang)的(de)(de)減厚(hou)量是(shi)0.16mm(6.4mil),與碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)的(de)(de)減厚(hou)量0.9mm(36 mil)相比(bi)，耐(nai)候性(xing)高5倍以上(shang)，可是(shi)耐(nai)候鋼(gang)(gang)0.16mm這(zhe)一數(shu)據(ju)(ju)要比(bi)243.8m(800 ft)地(di)(di)段(duan)的(de)(de)碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)7.5年(nian)的(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)差。24.38m(80ft)地(di)(di)段(duan)的(de)(de)耐(nai)候鋼(gang)(gang)5年(nian)間的(de)(de)腐(fu)蝕減量增加到0.49mm(19.4mil),說明(ming)即使(shi)比(bi)碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)好，絕對(dui)的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)對(dui)于裸露使(shi)用也不(bu)完全充分。
關于(yu)該數據(ju)(ju)沒有(you)(you)引用文獻，不知道是(shi)(shi)(shi)(shi)什么時(shi)候得到的(de)，然而作(zuo)者(zhe)1960年與(yu)Phelps見面時(shi)，他(ta)曾經說(shuo)過耐(nai)(nai)候鋼在(zai)24.38m(80ft)地段(duan)、進而在(zai)海(hai)水飛(fei)濺帶(dai)耐(nai)(nai)蝕性不好是(shi)(shi)(shi)(shi)因(yin)為(wei)(wei)添加了(le)鉻(ge),所以U.S.Steel 公(gong)司從耐(nai)(nai)候鋼里除去了(le)鉻(ge)。假如該數據(ju)(ju)或者(zhe)類(lei)似的(de)數據(ju)(ju)在(zai)20世紀50年代初(chu)期存(cun)在(zai)的(de)話，那么上述的(de)考(kao)慮方法把鉻(ge)除外是(shi)(shi)(shi)(shi)可能的(de)。鉻(ge)是(shi)(shi)(shi)(shi)能有(you)(you)效地提高鋼在(zai)海(hai)水中耐(nai)(nai)蝕性惟一的(de)元素，正如后面所敘述的(de)那樣，U.S.Steel 公(gong)司的(de)耐(nai)(nai)海(hai)水鋼是(shi)(shi)(shi)(shi)為(wei)(wei)了(le)減輕(qing)飛(fei)濺帶(dai)的(de)腐(fu)蝕，可能也沒有(you)(you)把海(hai)水中的(de)耐(nai)(nai)蝕性作(zuo)為(wei)(wei)目(mu)標(biao)，這與(yu)不加鉻(ge)是(shi)(shi)(shi)(shi)一致(zhi)的(de)。
下面在談一下 Larrabee 在Wrightsville Beach做的(de)長尺材(cai)海(hai)水試驗。雖然試驗連(lian)續(xu)進行了9年，可是只發表了5年的(de)結(jie)果。6種鋼(gang)(gang)材(cai)之中0.5%Ni-0.5%Cu-0.12%P鋼(gang)(gang)顯示出最(zui)好的(de)結(jie)果。在海(hai)水飛濺帶的(de)腐蝕峰值(zhi)位置最(zui)大減厚量(liang)是2.2mm(87 mil; 0.44mm/年），平(ping)均(jun)減厚量(liang)是0.43mm(17 mil;0.09mm/年），碳素鋼(gang)(gang)的(de)最(zui)大值(zhi)＞6.2mm(穿透249 mil板厚；＞1.2mm/年），與平(ping)均(jun)值(zhi)2.45mm(98 mil;0.49mm/年）相比(bi)，最(zui)大值(zhi)是3倍以上(shang)(shang)，平(ping)均(jun)值(zhi)是5倍以上(shang)(shang)。另外，兩種鋼(gang)(gang)的(de)數據(ju)平(ping)均(jun)減厚量(liang)分別約1mm及3.5mm。
同時進行(xing)的(de)(de)(de)(de) Kure Beach 24.38m(80ft)地(di)(di)(di)段大氣暴(bao)曬(shai)3.5年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)結果(guo)是(shi)，0.5%Ni-0.5%Cu-0.12%P鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕量(liang)是(shi)0.28mm(11mil;0.08mm/年(nian)(nian)(nian)），碳素鋼(gang)(gang)是(shi)2.3mm(93 mil;0.66mm/年(nian)(nian)(nian)），這(zhe)與長尺材海水飛(fei)濺帶的(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)均腐(fu)蝕率相當接近，說(shuo)明了24.38m(80ft)地(di)(di)(di)段試(shi)驗場(chang)大氣腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)嚴酷性(xing)。但是(shi)，平(ping)(ping)均腐(fu)蝕率的(de)(de)(de)(de)比(bi)（碳素鋼(gang)(gang)／低合(he)金鋼(gang)(gang)）在(zai)飛(fei)濺帶是(shi)5.8,在(zai)24.38m(80 ft)地(di)(di)(di)段是(shi)8.5,可見低合(he)金鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)優(you)越(yue)性(xing)大。Larrabee談到(dao)該(gai)問題，如果(guo)在(zai)飛(fei)濺帶比(bi)水面更高的(de)(de)(de)(de)部分，那(nei)么(me)這(zhe)種優(you)越(yue)性(xing)是(shi)能(neng)夠期待的(de)(de)(de)(de)。另外(wai)，這(zhe)種低合(he)金鋼(gang)(gang)在(zai)24.38m(80 ft)地(di)(di)(di)段的(de)(de)(de)(de)3.5年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)減厚(hou)(hou)量(liang)0.28mm(0.08mm/年(nian)(nian)(nian)）比(bi)前(qian)述(shu)的(de)(de)(de)(de)耐候鋼(gang)(gang)2年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)減厚(hou)(hou)量(liang)0.16mm(0.08mm/年(nian)(nian)(nian)）或者5年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)減厚(hou)(hou)量(liang)0.49mm(0.1mm/年(nian)(nian)(nian)）雖然沒有(you)大的(de)(de)(de)(de)差別(bie)，可是(shi)如果(guo)看碳素鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)數據,在(zai)這(zhe)個(ge)暴(bao)曬(shai)場(chang)進行(xing)腐(fu)蝕試(shi)驗，好像每年(nian)(nian)(nian)有(you)很大差異，也許(xu)不能(neng)直(zhi)接進行(xing)比(bi)較(jiao)。
長(chang)尺材海(hai)中部分(fen)的(de)(de)(de)腐蝕，無論(lun)碳素(su)鋼(gang)或者0.5%Ni-0.5%Co-0.12%P鋼(gang)，平均減厚量5年(nian)約為1.1mm(45 mil;0.23mm/年(nian)），都(dou)是相同的(de)(de)(de)。在(zai)這篇(pian)報(bao)告中正(zheng)像Larrabee 所敘述的(de)(de)(de)那(nei)樣，海(hai)水中鋼(gang)的(de)(de)(de)腐蝕取決于向鋼(gang)表面提供(gong)溶解氧(yang)的(de)(de)(de)多(duo)少，這在(zai)當(dang)時已經眾所皆知。如果(guo)假定由(you)于鋼(gang)的(de)(de)(de)化學(xue)成分(fen)在(zai)海(hai)水中的(de)(de)(de)腐蝕速度不(bu)(bu)同，那(nei)么表面生成的(de)(de)(de)作(zuo)為銹層溶解氧(yang)擴散障壁的(de)(de)(de)性質也應該不(bu)(bu)同。
可(ke)是與大氣中生成的(de)銹(xiu)層(ceng)不同，低(di)合(he)金鋼化學成分的(de)不同幾乎(hu)不能(neng)使銹(xiu)層(ceng)的(de)性質產(chan)生差別，該(gai)結果沒(mei)有出乎(hu)意料(liao)之外(wai)。在(zai)本節后面敘述的(de)英國研究結果也表明(ming)，能(neng)使海水中腐蝕減低(di)的(de)元素大體上只有Cr,而Ni、Cu、P幾乎(hu)沒(mei)有效果。
用于護岸(an)等(deng)的(de)(de)(de)鋼樁的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，如上所述在海水(shui)飛濺(jian)(jian)帶(dai)(dai)(dai)最大，這部分的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)損傷決定了(le)鋼樁總體(ti)的(de)(de)(de)使(shi)(shi)(shi)用壽命，所以(yi)減低(di)(di)飛濺(jian)(jian)帶(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)也(ye)就是(shi)(shi)意(yi)味著延長了(le)鋼樁的(de)(de)(de)使(shi)(shi)(shi)用壽命。如Schmit和Phelps所敘述的(de)(de)(de)那樣：“飛濺(jian)(jian)帶(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)防蝕(shi)(shi)(shi)，因(yin)為涂(tu)漆(qi)、包敷(fu)、混(hun)凝土(tu)都會提高成本(ben)，所以(yi)對(dui)耐蝕(shi)(shi)(shi)鋼才有意(yi)義(yi)。可是(shi)(shi)，在海水(shui)中碳素(su)鋼的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)很小，經(jing)過20年為0.05mm/年（2mpy),比這更低(di)(di)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)0.025mm/年（1mpy),在多數場合下即(ji)使(shi)(shi)(shi)不進行防蝕(shi)(shi)(shi)也(ye)能(neng)滿(man)足使(shi)(shi)(shi)用要求，如果需要的(de)(de)(de)話可以(yi)實(shi)施(shi)電氣(qi)防蝕(shi)(shi)(shi)措施(shi)”。這樣的(de)(de)(de)考(kao)慮方(fang)法是(shi)(shi)妥當的(de)(de)(de)，應該把海水(shui)飛濺(jian)(jian)帶(dai)(dai)(dai)耐蝕(shi)(shi)(shi)性優(you)秀(xiu)的(de)(de)(de)耐海水(shui)鋼作為生產(chan)目(mu)標。
從那以后(hou)(hou)，U.S.Steel 公司(si)在(zai)美國14個場所(suo)做了(le)實用試驗(yan)后(hou)(hou)，從1964年(nian)(nian)開始以USS MARINER 鋼(gang)（Cu-Ni-P系）商品名進行銷售(shou)。關于(yu)(yu)實用試驗(yan)在(zai)本(ben)書資料5表17中給(gei)(gei)出，初期(qi)的(de)主要使用實例在(zai)該資料的(de)表21中給(gei)(gei)出。如下一(yi)節所(suo)述，這種耐蝕鋼(gang)的(de)技術(shu)，先后(hou)(hou)于(yu)(yu)1965年(nian)(nian)被當時的(de)富士制鐵、八幡(fan)制鐵公司(si)及1967年(nian)(nian)被川崎制鐵公司(si)引入日本(ben)。
在英國(guo)，以英國(guo)鋼(gang)鐵協會(hui)腐蝕委員會(hui)為首，于1930年后期，開始(shi)了碳素鋼(gang)或(huo)低合金(jin)鋼(gang)的(de)大(da)氣(qi)或(huo)海(hai)水(shui)耐蝕性的(de)研(yan)究(jiu)。這(zhe)主要(yao)是(shi)考(kao)慮(lv)到在沒有涂漆保護的(de)用(yong)途上(shang)，如果能減少(shao)腐蝕率，且能夠使(shi)用(yong)較(jiao)薄的(de)構件，即使(shi)價格高(gao)，也會(hui)受到工程師的(de)歡迎。關于大(da)氣(qi)中的(de)試驗(yan)結果已(yi)經在2.1.1節中敘述過。試驗(yan)的(de)場合，主要(yao)是(shi)考(kao)慮(lv)能否在由于錨或(huo)鏈使(shi)涂漆受到機械損傷(shang)的(de)船舶上(shang)使(shi)用(yong)鋼(gang)板。
1935年(nian)9月，首先，為了(le)研究放置(zhi)試驗(yan)(yan)材的(de)水(shui)(shui)深影響因素(su)、軋(ya)制(zhi)(zhi)氧(yang)化皮影響因素(su)、試片尺寸引起(qi)的(de)腐蝕率(lv)的(de)不同等主要試驗(yan)(yan)條件，開始了(le)海水(shui)(shui)浸泡試驗(yan)(yan)。結果表明，在(zai)約(yue)1m以上(shang)，水(shui)(shui)深的(de)影響因素(su)小(xiao)，促進孔蝕的(de)軋(ya)制(zhi)(zhi)氧(yang)化皮應該除(chu)掉，尺寸不同的(de)試驗(yan)(yan)材的(de)結果不能進行比較(jiao)等。并且，為了(le)了(le)解鋼的(de)化學組(zu)成的(de)影響，注意(yi)到(dao)能改(gai)變溶解氧(yang)的(de)供給狀(zhuang)況的(de)海洋生物的(de)影響，進行了(le)使銹(xiu)層不同所(suo)引起(qi)的(de)溶解氧(yang)的(de)差如何(he)反映到(dao)試驗(yan)(yan)結果上(shang)的(de)研究。
為(wei)了(le)研究低合金組(zu)(zu)(zu)成的(de)(de)(de)(de)影(ying)響，所進(jin)行的(de)(de)(de)(de)4組(zu)(zu)(zu)暴露試(shi)驗的(de)(de)(de)(de)第1組(zu)(zu)(zu)試(shi)驗表明，0.5%Cu鋼的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性和碳(tan)素(su)(su)鋼完(wan)全沒有(you)差別。從(cong)1940年起，經7個月在Plymouth進(jin)行的(de)(de)(de)(de)第2組(zu)(zu)(zu)試(shi)驗，除了(le)9種碳(tan)素(su)(su)鋼外，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）、0.8%Cr-0.3%Cu-0.5%Si-0.12%P鋼等，全部(bu)使用了(le)30種鋼。雖(sui)然Cr-Cu-Si-P鋼的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)率比碳(tan)素(su)(su)鋼稍低，可是認為(wei)在統計上幾乎沒有(you)意義(yi)，實(shi)質上腐(fu)蝕(shi)(shi)率低的(de)(de)(de)(de)鋼只(zhi)有(you)Cr-Al系。而(er)(er)且，其(qi)他鋼沒有(you)發(fa)生孔蝕(shi)(shi)，而(er)(er)Cr-Al系卻產生了(le)0.5mm程度的(de)(de)(de)(de)孔蝕(shi)(shi)。
從1946年開始在Emsworth進行(xing)了60種(zhong)鋼(gang)為(wei)期5年的試(shi)(shi)驗(yan)。使用的試(shi)(shi)驗(yan)材(cai)(cai)是0.5%Cu-(1%~2.5%)Cr-(0.05%~0.16%)P-≤0.8%Si鋼(gang)（19種(zhong)）、2.5%Cr-(0.14%、1.5%)Al-0.5%Si鋼(gang)（3種(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)(shi)驗(yan)材(cai)(cai)還有(you)以(yi)0.2%Cu為(wei)基體添加總(zong)量為(wei)小于1%的As、Be、Bi、Pb、Mo、Nb、Sb、Sn、W、Ta等(deng)元素試(shi)(shi)驗(yan)材(cai)(cai)。
根據(ju)2年后的(de)結果(guo)(guo)(guo)，表明有(you)顯(xian)著效果(guo)(guo)(guo)的(de)是(shi)鉻，腐蝕(shi)率(lv)從(cong)碳素鋼(gang)的(de)約3mdd(0.075mm/年）開始隨(sui)著鉻的(de)添(tian)(tian)(tian)加成(cheng)(cheng)直(zhi)線下降(jiang)，至3%Cr變成(cheng)(cheng)1mdd(0.025mm/年）。添(tian)(tian)(tian)加1.6%A1、3%Ni、0.5%Mo等(deng)即(ji)使沒有(you)添(tian)(tian)(tian)加鉻，腐蝕(shi)率(lv)也能分別(bie)降(jiang)低(di)到碳素鋼(gang)的(de)59%、80%、90%,可是(shi)在與1%~3%的(de)鉻共(gong)存(cun)時，這些元素的(de)貢獻非(fei)帶(dai)小，鉻的(de)效果(guo)(guo)(guo)非(fei)常大，并(bing)且，看不出(chu)與鉻共(gong)存(cun)的(de)Co、P、Si等(deng)元素的(de)效果(guo)(guo)(guo)。除了0.2%C0-0.3%Be鋼(gang)顯(xian)示(shi)有(you)碳素鋼(gang)的(de)75%的(de)腐蝕(shi)率(lv)外(wai)，添(tian)(tian)(tian)加As、Bi、Pb等(deng)元素的(de)鋼(gang)沒有(you)效果(guo)(guo)(guo)。單獨添(tian)(tian)(tian)加0.5%Cu,與0.15%P共(gong)存(cun)時，雖然腐蝕(shi)率(lv)稍有(you)下降(jiang)但是(shi)由于數據(ju)少(shao)還未能搞(gao)清楚(chu)。
5年(nian)(nian)后(hou)的(de)(de)結(jie)果(guo)與2年(nian)(nian)后(hou)的(de)(de)結(jie)果(guo)沒有實質(zhi)的(de)(de)變化(hua)。表(biao)示有顯著效(xiao)果(guo)的(de)(de)是(shi)(shi)鉻，2.5%~3%Cr使腐(fu)蝕率(lv)(lv)(lv)減少一(yi)半.結(jie)果(guo)最好的(de)(de)是(shi)(shi)1.4%Al-2.8%Cr-0.8%Si鋼，腐(fu)蝕率(lv)(lv)(lv)是(shi)(shi)1.0mpy(0.025mm/年(nian)(nian)）。可是(shi)(shi)不加鋁的(de)(de)2.6%Cr鋼的(de)(de)腐(fu)蝕率(lv)(lv)(lv)是(shi)(shi)1.2mpy(0.030mm/年(nian)(nian)），這一(yi)結(jie)果(guo)是(shi)(shi)否表(biao)明鋁起(qi)了主要作用還不清楚。
把(ba)在(zai)這(zhe)里使(shi)用的(de)(de)(de)(de)試驗材，同時(shi)提(ti)供(gong)到(dao)屬于(yu)工業地(di)區(qu)的(de)(de)(de)(de)Sheffied進行了5年的(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)暴(bao)曬試驗。與該結果相比，在(zai)海水(shui)試驗中鋼(gang)中添加元素的(de)(de)(de)(de)效果小(xiao)，這(zhe)一結果，使(shi)報告(gao)者感到(dao)失望。溶解氧(yang)的(de)(de)(de)(de)供(gong)給控(kong)制著(zhu)腐蝕速度(du)，再加上只要(yao)作為覆蓋表面銹的(de)(de)(de)(de)氧(yang)擴(kuo)散障壁的(de)(de)(de)(de)性(xing)質不同，就可以期待添加元素的(de)(de)(de)(de)效果，這(zhe)是當時(shi)所知道的(de)(de)(de)(de)事實，因為海水(shui)中的(de)(de)(de)(de)銹層不像(xiang)大(da)氣(qi)中銹層那(nei)樣(yang)受到(dao)干(gan)濕交替作用，在(zai)本質上防蝕能力就小(xiao)，而且鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學組(zu)成所引起(qi)的(de)(de)(de)(de)銹層性(xing)質的(de)(de)(de)(de)差異小(xiao)，所以與其說對鉻的(de)(de)(de)(de)效果難以想像(xiang)，不如說這(zhe)是現在(zai)一般考慮方法的(de)(de)(de)(de)重要(yao)過程(cheng)。
另(ling)一(yi)方面，美國長期(qi)在(zai)(zai)(zai)海(hai)中(zhong)(zhong)使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)結構物的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)性增(zeng)加了(le)(le)(le)，作為(wei)了(le)(le)(le)解結構材料的(de)(de)(de)(de)長期(qi)耐久性，決定防蝕(shi)法應用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)必要(yao)性或其設計上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)正(zheng)確(que)性的(de)(de)(de)(de)基礎(chu)數據(ju)，在(zai)(zai)(zai)海(hai)水中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)數據(ju)的(de)(de)(de)(de)需要(yao)增(zeng)多了(le)(le)(le)。Naval Research Laboratory的(de)(de)(de)(de) Southwell 和 Alexanders等，從(cong)1946~1947年起在(zai)(zai)(zai)巴拿馬的(de)(de)(de)(de)Ft.Amador海(hai)面2.4km的(de)(de)(de)(de)Naos島(dao)（太平洋）上(shang)(shang)進行了(le)(le)(le)52種金屬材料的(de)(de)(de)(de)海(hai)洋暴露(lu)試驗。所用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)材料中(zhong)(zhong)12種是鋼，除了(le)(le)(le)碳素(su)鋼之外，使用(yong)(yong)了(le)(le)(le)0.3%Cu、2%Ni、5%Ni、3%Cr、5%Cr及(ji)(ji)4種低合金鋼。定為(wei)1、2、4、8及(ji)(ji)16年回收，反復數是2。試驗是在(zai)(zai)(zai)潮差帶(dai)的(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)央和最低潮位(wei)正(zheng)下面2個部(bu)位(wei)進行的(de)(de)(de)(de)。全(quan)部(bu)用(yong)(yong)了(le)(le)(le)1000片試片。
中(zhong)間(jian)報(bao)告(gao)分(fen)8次出版，1970年發表了包(bao)括(kuo)16年結(jie)果(guo)(guo)的(de)最終報(bao)告(gao)。出乎意料的(de)結(jie)果(guo)(guo)是，鎳(nie)鋼(gang)(gang)、鉻鋼(gang)(gang)、4種低合金鋼(gang)(gang)在海(hai)中(zhong)的(de)耐蝕性全都比碳素(su)鋼(gang)(gang)差(cha)(cha)，在潮差(cha)(cha)帶也同樣差(cha)(cha)。主要(yao)的(de)試驗結(jie)果(guo)(guo)歸納于表3-1。
鉻鋼的(de)(de)平(ping)(ping)均腐(fu)蝕(shi)深度(du)(du)(du)比碳(tan)(tan)(tan)素(su)鋼大20%~50%,16年后(hou)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)深度(du)(du)(du)也同(tong)樣大。這和(he)在英國等得到(dao)鉻在海中(zhong)是(shi)(shi)有(you)效的(de)(de)結論(lun)完(wan)全不同(tong)。在巴拿(na)馬的(de)(de)試驗(yan)，第1年的(de)(de)平(ping)(ping)均腐(fu)蝕(shi)深度(du)(du)(du)是(shi)(shi)碳(tan)(tan)(tan)素(su)鋼的(de)(de)1/2以下，可是(shi)(shi)第4年略超過碳(tan)(tan)(tan)素(su)鋼，8年中(zhong)大致形成穩定(ding)腐(fu)蝕(shi)速(su)度(du)(du)(du)后(hou)保持比碳(tan)(tan)(tan)素(su)鋼大30%~40%的(de)(de)速(su)度(du)(du)(du)。但是(shi)(shi)只有(you)孔蝕(shi)深度(du)(du)(du)和(he)碳(tan)(tan)(tan)素(su)鋼相同(tong)。相反(fan)在潮差帶平(ping)(ping)均腐(fu)蝕(shi)深度(du)(du)(du)和(he)碳(tan)(tan)(tan)素(su)鋼相比沒有(you)變化(hua)，然而(er)孔蝕(shi)深度(du)(du)(du)是(shi)(shi)碳(tan)(tan)(tan)素(su)鋼的(de)(de)2.3~2.5倍。
鎳鋼(gang)(gang)在全浸(jin)帶的(de)平均腐(fu)蝕(shi)(shi)深(shen)(shen)度(du)比碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)只(zhi)大10%,第16年(nian)(nian)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速度(du)和(he)碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)相比幾(ji)乎沒有變化，然而(er)最大孔蝕(shi)(shi)深(shen)(shen)度(du)是碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)的(de)2倍(bei)以上。相反潮差(cha)帶的(de)16年(nian)(nian)間的(de)年(nian)(nian)平均腐(fu)蝕(shi)(shi)深(shen)(shen)度(du)比碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)大20%,可是8年(nian)(nian)間的(de)最大孔蝕(shi)(shi)深(shen)(shen)度(du)相同。
Cr-Ni-Cu-P系的低合金鋼，在(zai)潮(chao)差(cha)帶(dai)與碳素鋼相同(tong)，在(zai)全浸帶(dai)平均腐蝕深度、最大腐蝕深度都是50%或者更大。
Ni-Cu或者Ni-Cu-Mo-P系的低(di)合金(jin)鋼(gang)，雖然在全浸(jin)帶、潮差帶的平均腐(fu)蝕深度(du)(du)都與碳素鋼(gang)接(jie)近，可是不管在哪種試(shi)驗環境下最大腐(fu)蝕深度(du)(du)也(ye)是45%~100%。
根據以上(shang)的(de)結果(guo)，在潮差(cha)帶、全浸帶或(huo)者其兩方耐蝕性好的(de)低合金(jin)組成的(de)耐蝕鋼是(shi)不能存在的(de)。該報告(gao)出版時(shi)，在有關人員之間引(yin)起了(le)很大(da)的(de)轟動(dong)。并且(qie)，這個結果(guo)至今(jin)仍很有名，在海洋環(huan)境的(de)腐蝕解(jie)說中(zhong)必被引(yin)用，然而好像多數(shu)是(shi)拿熱帶的(de)巴拿馬(ma)的(de)異(yi)常數(shu)據的(de)微量差(cha)別進行敘述(shu)的(de)。
根據鉻(ge)(ge)(ge)(ge)含量高(gao)的(de)(de)鋼(gang)(gang)，平均腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深(shen)(shen)(shen)度比(bi)碳素鋼(gang)(gang)小而最大腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深(shen)(shen)(shen)度比(bi)碳素鋼(gang)(gang)大的(de)(de)上(shang)述Hudson結果(guo)，專家(jia)們(men)認識到單加(jia)入(ru)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)時必須注意(yi)局部(bu)(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，可是(shi)巴(ba)拿(na)馬的(de)(de)試(shi)驗結果(guo)表明局部(bu)(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)沒有問題，而平均腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深(shen)(shen)(shen)度卻比(bi)碳素鋼(gang)(gang)大，而且3%鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鋼(gang)(gang)比(bi)5%鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鋼(gang)(gang)的(de)(de)傾向(xiang)性大。鎳鋼(gang)(gang)的(de)(de)平均腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深(shen)(shen)(shen)度是(shi)碳素鋼(gang)(gang)的(de)(de)2倍以上(shang)，也與其他(ta)人(ren)的(de)(de)經驗完全不同。如下一節(jie)所敘述的(de)(de)那(nei)樣，在開發的(de)(de)耐海(hai)水鋼(gang)(gang)的(de)(de)大部(bu)(bu)分都添(tian)加(jia)了鉻(ge)(ge)(ge)(ge)，關(guan)于(yu)這些(xie)鋼(gang)(gang)所獲得(de)的(de)(de)數(shu)據表明，平均腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深(shen)(shen)(shen)度、最大腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)深(shen)(shen)(shen)度都比(bi)碳素鋼(gang)(gang)明顯(xian)地減輕。
