发展蓝色经济、建设海洋强国,是实现中华民族伟大复兴的必由之路。我国是海洋大国,有18000公里的大陆海岸线。碳钢作为最常用的钢材之一,是我国建设海洋强国征途中应用最广泛的建筑材料,在基础设施建设中发挥着至关重要的作用。由于海洋极为严酷的腐蚀环境,海洋腐蚀对社会造成了巨大的经济损失和安全事故,因此开展碳钢在氯盐环境中腐蚀速率与力学性能变化规律的研究,对保障结构在海洋环境中能够长期安全使用具有重要意义。本文依托国家粮食公益性科研专项(201413007-01),采用理论分析、试验研究与数值分析相结合的研究方法,开展碳钢在不同氯盐浓度环境中的腐蚀研究,通过失重试验、电化学试验、拉伸试验和弯曲试验研究了碳钢腐蚀速率以及不同腐蚀程度碳钢的力学性能变化规律,并对腐蚀碳钢的力学性能进行数值分析。主要研究内容如下:1.研究碳钢在不同氯盐浓度环境中的腐蚀速率。采用失重试验对碳钢在不同氯盐浓度环境中的腐蚀规律进行研究,得到了碳钢在不同氯盐浓度环境中腐蚀形貌以及腐蚀速率的变化规律,并对碳钢的耐蚀性进行评价;并通过理论分析,建立了碳钢在不同氯盐浓度环境下的腐蚀速率预测模型。2.通过与失重试验结果进行对比,验证了电化学试验的有效性。采用电化学试验研究碳钢在不同氯盐浓度环境中的腐蚀速率变化规律,分析发现锈层会影响电化学试验结果,黑色内锈层中的β-FeOOH在极化电流作用下发生还原反应,从而对测得的腐蚀电流密度产生影响,导致电化学试验结果产生误差,并且误差随着腐蚀的持续而增大;在电化学试验前对电极进行恒定电流极化预处理,可以有效降低锈层造成的误差,修正后的腐蚀速率变化规律与失重试验结果一致。3.研究腐蚀碳钢的力学性能变化规律。以碳钢试件最薄弱截面失厚率作为腐蚀程度指标,通过拉伸试验,得到了腐蚀碳钢的力学性能变化规律,建立了抗拉强度、屈服强度以及断后伸长率等材料性能参数随腐蚀程度的退化规律;对腐蚀试件进行弯曲试验,并对腐蚀试件抗弯性能进行评价,各组不同腐蚀周期碳钢试件的抗弯等级属于A1级。4.对不同腐蚀周期碳钢的力学性能变化规律进行数值分析。采用大型有限元分析软件,对不同腐蚀周期碳钢模型的力学性能进行数值分析,提取屈服荷载与极限抗拉荷载数据进行统计分析,数值分析结果与试验结果吻合较好,验证了模型的有效性,并对不同腐蚀周期碳钢的力学性进行预测分析。