低碳微合金耐候钢具有较好的力学性能、耐蚀性和经济的生产成本等特点,作为结构钢的一种,一般都要承受一定应力,并在一定腐蚀环境中服役,因而,既要考虑其力学性能,又要考虑其腐蚀行为,即外加应力作用时的腐蚀行为——力学化学效应。目前关于力学化学效应的研究还不够完善且存在一定的问题,关于材料组织对力学化学效应的影响还未见报道。因此,本论文设计了一种低碳微合金耐候钢,通过热处理得到成分相同的三种不同显微组织：贝氏体组织(B)、铁素体贝氏体组织(FBDP)、铁素体珠光体组织(FPDP),并以具有这三种不同显微组织的低碳微合金钢为研究对象,对其力学化学效应机理进行了研究。本研究对于发展高性能耐候钢、预测材料的服役安全和指导工程选材有重要意义。通过研究无外加应力作用时组织对低碳微合金钢腐蚀行为的影响发现,显微组织的改变可以影响材料整体的热力学稳定性：B钢的热力学稳定性最高FPDP钢的次之,FBDP钢的最差；三种不同相的热力学稳定性顺序也各不相同：P的热力学稳定性最高,B的次之,F的最差。B钢属于均匀腐蚀,其腐蚀表面粗糙度最小；FBDP钢和FPDP钢属于择优腐蚀,FPDP钢的表面粗糙度大于FBDP钢的表面粗糙度。显微组织对低碳微合金钢长期的腐蚀速率没有明显影响。FBDP钢在3.5mass%NaCl溶液中的浸泡初期,腐蚀优先在铁素体内部及铁素体晶界处开始,铁素体相作为电偶腐蚀阳极比贝氏体更加容易腐蚀。FBDP钢腐蚀表面的表面粗糙度主要是由两相的择优腐蚀造成的,其大小决定于其显微组织中各相的体积分数及两相的高度差。本论文提出了一种可靠的腐蚀模型用于描述多相钢中各相的腐蚀行为,并利用参数KG对双相钢中两相间的电偶腐蚀行为进行评价。研究表明,造成FBDP钢中贝氏体组织(BFBDP)伏打电位(自腐蚀电位)较高、耐腐蚀性能较好的原因是由于C元素在BFBDP中的富集。在外加弹性应力作用时,B钢、FBDP钢对力学化学效应不敏感；FPDP钢的力学化学效应最显著且随外加应力的增大而增大。低碳微合金钢在0.5mass%NaCl溶液中浸泡时,其腐蚀过程的电化学反应机理、腐蚀产物膜的成分和物相及其生成过程不受材料的显微组织及外加应力的影响。在外加弹性应力作用下,B钢的自腐蚀电位变化不明显,FPDP钢的自腐蚀电位会随着外加弹性应力的增大而负移。腐蚀产物膜的破裂是造成低碳微合金钢力学化学效应的本质原因。腐蚀产物膜的破裂与试样表面的蠕变、试样内部不均匀蠕变行为有关,当试样应(蠕)变导致的试样表面积的增大量大于新生腐蚀产物膜对新增表面的覆盖量时,试样表面的腐蚀产物膜将出现开裂现象。随着外加弹性应力的增加,FPDP钢中珠光体组织(PFPDP)的腐蚀速率先增大后减小。应力对FPDP钢腐蚀过程中腐蚀溶质的扩散过程及FPDP钢中两相的电偶腐蚀的影响共同决定了FPDP钢中两相的力学化学效应。在外加应力作用下FPDP钢中两相的伏打电位差会增加,导致两相的电偶腐蚀趋势增大,腐蚀表面的粗糙度也随之增大。