ICS77.060 CCS H 25 中华人民共和国国家标准 GB/T41756—2022 金属和合金的腐蚀 低合金钢耐大气腐蚀评估方法 Corrosion of metais and alloys-Method for estimating the atmospheric corrosion resistance of low-alloy steels 2023-02-01实施 2022-10-12发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T41756—2022 前 言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 本文件由中国钢铁工业协会提出。 本文件由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。 本文件起草单位：钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所有限公司、冶金工业信息标准研究院、中车青 司、河北津西钢铁集团股份有限公司。 本文件主要起草人：丁国清、杨朝晖、张志毅、侯捷、李晓刚、黎敏、田子健、杨海洋、孙晓光、杜翠薇、 张春晖、曹建平、马永福 1 GB/T41756—2022 金属和合金的腐蚀 低合金钢耐大气腐蚀评估方法 1范围 本文件给出了低合金钢耐大气腐蚀的三种评估方法。方法一为基于钢短期腐蚀数据的预测方法； 方法二为基于钢化学成分的预测方法：方法三为基于环境因素和钢化学成分的预测方法 本文件中方法一适用于利用特定级别低合金钢在不同环境中已有的短期大气腐蚀数据，对其长期 腐蚀损失进行评估：方法二适用于基于耐蚀性指数（I）对低合金钢的相对耐蚀性能进行评估：方法三适 用于对低合金钢在不同环境下不同时间的腐蚀损失进行估算。 注：这三种方法是基于平板裸钢暴露试样的试验数据计算得到的。当低合金钢长时间处于湿润状态，或者被一些 盐类或其他腐蚀化学物质严重侵蚀时，则实际大气腐蚀速率就会高很多。 2规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 本文件。 GB/T14165 金属和合金大气腐蚀试验现场试验的一般要求 GB/T16545金属和合金的腐蚀腐蚀试样上腐蚀产物的清除 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 低合金钢 low-alloysteel 以铁为主要元素，含碳量一般在2%以下，加人的其他合金元素总质量分数在1.0%～5.0%的材料。 注：大多数低合金耐候钢含有铬和铜元素，一些还添加有硅、镍、磷元素，或其他能提高其耐候性的合金元素。 3.2 耐蚀性指数 atmospheric corrosion resistanceindex 通过低合金钢化学成分计算得到的表征其相对耐蚀性的数值。 4程序 4.1一般要求 大气腐蚀数据应按照GB/T14165测试获得。试样的准备、清洗、评估应按照GB/T16545。 4.2方法 一一基于钢短期腐蚀数据的预测方法 4.2.1该方法主要是腐蚀损失随时间变化的对数曲线回归外推法。这些大气腐蚀数据曲线大体上与 1 GB/T41756—2022 直线吻合，可用式（1）表示： IgC=lgA+Blgt ....(1) 式中： C一一腐蚀损失，单位为克每平方米（g/m）或微米（μm）； A—当t=1时的腐蚀损失，单位为克每平方米（g/m）或微米（μm）； B—lgC随lgt变化的斜率； ——时间，单位为年（a）。 式（1)也可以写为式（2）： = ..(2) 式中： C一一腐蚀损失，单位为克每平方米（g/m²）或微米（um）； A一—当t=1时的腐蚀损失，单位为克每平方米（g/m²）或微米（μm）； 时间，单位为年（a)； t B—IgC随Igt变化的斜率。 对式（2）进行时间微分，得到任何特定时间的腐蚀速率，见式（3）： R=ABt(B-1) 式中： R———腐蚀速率，单位为克每平方米年[g/（m²：a)或微米每年（μm/a)； A———当t=1时的腐蚀损失，单位为克每平方米（g/m）或微米（μm）； IgC随lgt变化的斜率； 一时间，单位为年（a）。 另外，根据腐蚀损失可以计算腐蚀时间，见式（4）： t =(C/A)1/B ..(4) 式中： t-时间，单位为年(a)； C一腐蚀损失，单位为克每平方米（g/m）或微米（um）； A——当t=1时的腐蚀损失，单位为克每平方米（g/m）或微米（μm）； B-——IgC随Igt变化的斜率。 注1：式（1）、式（2）和式（4），C可以表示为每单位面积的质量损失，或者通过质量损失计算得到的厚度损失。 注2：式（1）～式（4），式中给出的为常用单位，计算时也可采用其他单位。 4.2.2该方法可利用最小二乘法，通过线性回归分析来实施。至少需要三个数据点，最短期的腐蚀数 据宜在低合金钢生成稳定锈层后获得，在工业大气环境及海洋大气环境中推荐不少于1年，其他腐蚀性 低的大气环境建议采用更长时间的腐蚀数据。通过线性回归分析确定方程的常数后，可计算出在任何 特定时间预计的腐蚀损失，计算示例见附录A。 注：在某些环境中，用对数曲线回归外推可使预测结果比实际损失略低或略高。特别是在腐蚀性非常低的环境，双 对数预测值会比实际损失高，而在腐蚀性非常高的环境中，预测值较实际损失低。对于这些情况，数值优化或 情况提供预测。 2 GB/T41756—2022 4.3方法二一一基于钢化学成分的预测方法 4.3.1两种根据成分预测相对耐蚀性的方法 第一种是基于Larabee-Coburn数据，得到工业大气中应用的Legault-Leckie方程计算耐蚀性指数 限定范围较窄。第二种是基于Townsend数据，它的优点是适用钢的合金元素多，成分范围较宽，缺点 是应用相对复杂。 4.3.2基于Larabee-Coburn数据的预测方法 4.3.2.1耐蚀性指数（1）的计算见式（5），指数越高，钢的耐蚀性越好。 I=26.01（%Cu）+3.88（%Ni)+1.20（%Cr)+1.49（%Si)+17.28（%P） —7.29(%Cu)(%Ni)—9.10(%Ni)(%P)—33.39(%Cu)2 .（5） 式中： %——化学成分质量分数。 注：对于海洋与半乡村气候，通过Legault-Leckie方程可计算出相似的耐蚀性指数，其所计算的不同成分钢的耐蚀 性指数的排序是相同的。但因方程是基于工业大气环境腐蚀数据所得，所以，在应用于其他环境低合金钢耐蚀 性评价时需谨慎 4.3.2.2式（5）应在低合金钢化学成分符合Larabee-Coburn数据的原始试验材料成分范围内时使用。 限制如下： a)( Cu≤0.51%; b)1 Ni<1.10%; Cr<1.30%; c） d)s Si<0.64%; e) P<0.12%。 4.3.2.3附录B中列出了通过Larabee-Coburn方法计算几种低合金钢耐蚀性指数（I），并进行耐蚀性 对比的例子。 4.3.3 基于Townsend数据的预测方法 4.3.3.17 在该方法中，依据式（6）和式（7），计算得到A和B。 A=ao+Zairi .（6) B=bo+Zbiti .(7) 式中： 3，—钢各合金元素的质量分数。 注：A和B为式(1)定义的腐蚀损失指数函数的常数；a。和b。为表1中给出的三种工业场所的系数a，和b,为表1 中给出的三种工业场所中每一个合金元素的系数。 计算出A和B的值后，再利用式（2）、式（3）和式（4）计算三个场所的腐蚀损失、腐蚀速率和腐蚀 时间。 因该方法中三个场所系数αo、b。、a，和b，是基于工业环境获得的腐蚀数据拟合所得，因此，在应用 于其他环境低合金钢耐蚀性评价时应谨慎 3 GB/T41756—2022 表1 基于钢化学成分计算A、B的系数 合金 工业环境 工业环境 工业环境 工业环境 工业环境 工业环境 系数 系数 元素 1 2 3 1 2 3 an 15.157 16.143 14.862 bo 0.511 0.539 0.604 c 6.310 3.350 0.102 0.103 0.046 Mn 2.170 2.370 0.097 0.019 0.042 P 1.770 10.250 5.120 0.592 0.333 0.546 s 27.200 15.970 2.408 0.908 1.004 IS 6.50 2.96 1.38 0.20 0.16 0.13 Ni 1.970 1.380 1.180 0.080 0.029 0.088 Cr 2.560 2.370 0.103 -0.095 0.174 Cu 066'0 1.970 0.072 0.067 0.068 ai bi TV 1.580 5.520 0.087 V 6.110 0.193 Co 1.580 1.770 2.560 0.063 0.053 0.044 As 3.150 6.110 7.690 0.157 0.097 Mo 2.960 0.078 0.038 Sn 3.740 7.490 9.860 0.151 0.038 5.520 0.148 么 4.3.3.2 为了由Townsend数据计算耐蚀性指数（I），应遵循以下步骤： a) 对于三个工业环境中的任意一个环境，纯铁的A和B的值依照表1中给出的系数以及式（6） 和式（7)进行计算； b) 纯铁在三个工业环境中达到254μm腐蚀损失的时间用式（4）来计算； c) 对于一个给定的低合金钢，按照表1给出的系数及式（6）和式（7）计算在每个工业环境的A和 B的值； d) 低合金钢在每个工业