關(guān)于合金元素對(duì)耐海水鋼全浸區(qū)腐蝕的影響的研究很多，由于試驗(yàn)方法、試驗(yàn)條件、合金元素的組合及暴露時(shí)間的長(zhǎng)短等的不同，合金元素對(duì)耐海水鋼全浸區(qū)的腐蝕性能的影響有不盡一致或互相矛盾的結(jié)果和觀點(diǎn)。代表性的觀點(diǎn)有兩個(gè)：

①少量合金元素對(duì)提高鋼在海水全浸區(qū)的耐蝕性有良好的效果，提高鋼的耐蝕性的合金元素有 Cr、Al、Si、P、Cu、Mn、Mo、Nb、V 等；

②所有不同類型的碳鋼和低合金鋼在海水中的腐蝕速率幾乎是相等的，添加少量 Mn、Cu、Cr、Ni 等元素對(duì)鋼在海水中腐蝕速率的影響很小。

19種鋼在青島、舟山、廈門和榆林4個(gè)試驗(yàn)站暴露1、4、8、16 年的腐蝕結(jié)果表明，有些錳鋼短期暴露的耐海水腐蝕性比碳鋼有所提高。但長(zhǎng)期暴露，錳鋼的耐海水腐蝕性能沒有明顯的提高。這與 16 種海洋用低合金鋼在我國(guó)三個(gè)海域暴露 7年的腐蝕試驗(yàn)得到相同的結(jié)果是一致的。因此，少量的 Mn、Si、P、Cu、Al、Mo、Nb、V 等或它們復(fù)合對(duì)耐海水鋼腐蝕性的影響很小。

而鉻鋼在海水中腐蝕行為與碳鋼有較大差別，這反映了鉻元素對(duì)耐海水鋼腐蝕性能影響的復(fù)雜性。黃桂橋分析了鉻鋼在青島海水和文獻(xiàn)上發(fā)表的其他海域的腐蝕數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)鉻對(duì)鋼耐海水腐蝕性的影響不僅與鉻的含量有關(guān)，還與其他的復(fù)合合金元素有關(guān)。短期浸泡時(shí)，鋼的耐海水腐蝕性隨鉻含量（無(wú)其他合金元索復(fù)合）增加而提高。長(zhǎng)期浸泡，鉻對(duì)鋼的耐海水腐蝕性有害。約 1%Cr 與 Mo、Al 復(fù)合對(duì)耐海水鋼腐蝕性的影響與單獨(dú)添加 1%Cr 的影響沒有明顯差別。大于 2%Cr 與Mo、Al 復(fù)合大幅度提高鋼在海水中短期浸泡的耐蝕性，并使耐蝕性逆轉(zhuǎn)時(shí)間明顯推遲。小于 1%Cr 與 Mn-Cu、Cu-Si-V、Ni-Cu-P、Ni-Cu-Si、Ni-Mn 等元素復(fù)合對(duì)鋼的耐海水腐蝕性有害。

國(guó)外為了研究合金元素對(duì)海水全浸區(qū)的腐蝕規(guī)律及影響，構(gòu)建了一種合金影響模型，此模型由四方面理論組成，前兩方面是腐蝕控制機(jī)制：①動(dòng)態(tài)控制理論；②氧通過腐蝕層擴(kuò)散理論，這兩種理論只要涉及有氧腐蝕活動(dòng)。過了理論點(diǎn) AP，主要涉及無(wú)氧腐蝕：③硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)；④穩(wěn)態(tài)厭氧菌控制過程。圖 1 為海水全浸區(qū)腐蝕 - 時(shí)間模型以及模型參數(shù)的表示，其中 AP 為氧氣擴(kuò)散過程與厭氧環(huán)境控制過程的分界點(diǎn)，r 0 為氧擴(kuò)散過程最初腐蝕速率，c a 為前一階段過渡為第二階段時(shí)腐蝕產(chǎn)量，r a 為厭氧環(huán)境最初腐蝕速率，r s 為腐蝕發(fā)生終點(diǎn)c s 對(duì)應(yīng)的腐蝕速率。此模型研究合金元素的影響是通過合金元素含量的變化引起模型參數(shù)的變化，來表征合金元素對(duì)海水全浸腐蝕的影響規(guī)律，以上參數(shù)均可用來分析合金元素對(duì)耐蝕性的影響。具體分析如下：

圖1 海水全浸區(qū)腐蝕-時(shí)間模型

圖2 Cr含量對(duì)腐蝕參數(shù)的影響((a) r 0 ,(b) c a ,(c) r a ,(d) c s 、r s , (e)r 0 近似值)

圖3 Mo含量對(duì)腐蝕參數(shù)的影響((a) r 0 ,(b) ca ,(c) ra ,(d) r 0 近似值

1 Cr 對(duì)海水全浸腐蝕影響

圖 2a 中可以看出，Cr（ ≤ 2.5%） 對(duì)非合金鋼 r0 的影響效果很微弱，但是如果加入適量的Mo 或 Al，則很明顯隨著 Cr 含量增大，鋼的 r 0減小，耐腐蝕性能現(xiàn)出增強(qiáng)。類似的現(xiàn)象在圖2b 也發(fā)生，但是隨著 Cr 的增加 c a 的減小趨勢(shì)隨著 Mo 與 Al 的量起伏不定，并非 2a 圖中那么明顯，總之，c a 受 Cr 影響較小；如期望相同，r a 被 Cr 的量影響特別大，示于圖 2c。而 c s ，r s隨 Cr 增加減小趨勢(shì)的發(fā)生，則要求 Cr 含量增加到 2% 左右，但是雖有 r s 隨 Cr 含量繼續(xù)增加只會(huì)微弱下降。2e 顯示了不同化學(xué)組成的合金，腐蝕速率 r 0 隨 Cr 含量的增加減小的情況，綜上可知，一定量的 Cr 對(duì)增加合金的耐腐蝕性是特別必要的，需要與其他合金（如 Mo、Al）共同起作用，其含量值估計(jì)在 2%-2.5% 達(dá)到最佳。

2 Mo 對(duì)海水全浸腐蝕影響

圖 3a 與 3b 表明增加 Mo 含量對(duì)耐腐蝕性能的提高不是線性的，Mo 含量小于 0.5% 的時(shí)候，適度增加 Mo 耐蝕性得到加強(qiáng)，但是之后增加含量對(duì)腐蝕幾乎沒作用。但當(dāng)加入 1.5% 的 Al 之后，致使 Mo 的抗腐蝕性得到了進(jìn)一步加強(qiáng)。

3 Cu 對(duì)海水全浸腐蝕影響

圖 4 中 Cu 的加入相對(duì)而言幾乎不影響 r 0 與ca。最大的影響則是對(duì) ra，這表明 Cu 的加入抑制了缺氧過程的進(jìn)展。與之相反的是，當(dāng)缺氧條件過程進(jìn)行的時(shí)候，適度的 Cu 含量會(huì)輕微地增加合金的耐蝕性。由于 c s ，r s 均有所增加，表明當(dāng)厭氧環(huán)境很充分的時(shí)候，Cu 增加會(huì)增加腐蝕量，即減弱鋼的耐蝕性。

4 Al 對(duì)海水全浸腐蝕影響

圖 5a 與 5b 表明 Al 的增加顯著減小了腐蝕參數(shù) r 0 與 c a ，當(dāng) Al 的含量為（0-1.5%）這被r 0 的近似值得到證明。正如數(shù)據(jù)顯示影響作用非線性，盡管還沒有確切理論來解釋。沒有專門的數(shù)據(jù)顯示 c s 與 r s 的變化，但是 r a 足以表明厭氧環(huán)境下，隨著Al含量的增加耐腐蝕性有所下降。

圖4 Cu含量對(duì)腐蝕參數(shù)的影響((a) r 0 ,(b) c a ,(c) r a ,(d) c s 、r s , (e)r 0 近似值)

圖5 Al含量對(duì)腐蝕參數(shù)的影響((a) r 0 ,(b) c a ,(c) r a ,(d) r 0 近似值)

5 Ni 對(duì)海水全浸腐蝕影響

用來評(píng)估 Ni 增加提高耐蝕性的有效數(shù)據(jù)雖然有限，但是圖 6a 中，r 0 近似值的變化趨勢(shì)表明 Ni的增加減弱了腐蝕的進(jìn)程，但是繼續(xù)增加 Ni 含量則會(huì)減弱合金耐蝕性，促使腐蝕行為的發(fā)生，Ni合金元素含量最佳值為 2% 以內(nèi)。

6 Mn 對(duì)海水全浸腐蝕影響

對(duì)比 r 0 與 r b 曲線，可知開始 Mn 對(duì)腐蝕的抑制作用不明顯，但是隨著腐蝕過程的進(jìn)行，Mn 的存在提高了合金的耐蝕性。

圖7 Mn含量對(duì)腐蝕參數(shù)的近似影響r 0 及r b

圖8 Si含量對(duì)腐蝕參數(shù)的近似影響r 0 及r b

7 Si 對(duì)海水全浸腐蝕影響

從 r 0 曲線來看，Si 的作用比較微弱但是輕微有效，r b 表明 Si 對(duì)合金耐蝕性是有益的，尤其當(dāng)同其他合金元素一起加入時(shí)。

8 Ti 對(duì)海水全浸腐蝕影響

圖 9 表明 Ti 減少了腐蝕失重，同時(shí)改善了腐蝕參數(shù) r 0 ，c a ，r a ，即Ti 的加入明顯提高合金的耐蝕性。

9 耐海水腐蝕鋼

耐海水腐蝕鋼的發(fā)展較耐大氣腐蝕鋼晚。較為系統(tǒng)地研究合金元素對(duì)鋼的耐海水腐蝕性能的影響，是從 20 世紀(jì) 30 年代后半期由Hudson 進(jìn)行六十幾種鋼的海水腐蝕試驗(yàn)開始的。耐海水腐蝕鋼應(yīng)用范圍并不很廣，產(chǎn)量也不很多。究其原因，主要是由于耐海水腐蝕鋼的耐腐蝕性能受到某種程度的限制。

因此，就開發(fā)和發(fā)展低合金耐海水腐蝕鋼來說，我國(guó)還有很大的潛力，還有大量的研究、生產(chǎn)和推廣使用的工作要做。