【摘 要】
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金属材料在其服役过程中面临着严重的大气腐蚀问题,无论是静止不动的建筑结构还是频繁移动的交通工具等均会受到一定程度的大气腐蚀损伤。目前对大气腐蚀的研究大多针对静止服役的材料结构,缺乏对金属材料在服役环境时常变动情况下的大气腐蚀规律的研究。因此本文从动静态大气暴露实验出发,通过暴露实验结果对比、预测模型构建以及动静态关键环境因素室内加速实验三个方面探究静态和动态两种服役条件下的大气腐蚀规律差异。首先,
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金属材料在其服役过程中面临着严重的大气腐蚀问题,无论是静止不动的建筑结构还是频繁移动的交通工具等均会受到一定程度的大气腐蚀损伤。目前对大气腐蚀的研究大多针对静止服役的材料结构,缺乏对金属材料在服役环境时常变动情况下的大气腐蚀规律的研究。因此本文从动静态大气暴露实验出发,通过暴露实验结果对比、预测模型构建以及动静态关键环境因素室内加速实验三个方面探究静态和动态两种服役条件下的大气腐蚀规律差异。首先,本文通过分别开展静态大气暴露实验和车辆挂片动态大气暴露实验对比两种服役条件下热轧钢SPHC（Steel Plate Heat Commercial）的大气腐蚀规律:（1）研究了静态服役条件下的腐蚀动力学,结果表明腐蚀速率呈现先上升,后下降,最后趋于平稳的趋势,暴露24个月后静态大气腐蚀速率达到了13.64μm/year（2）研究了两种服役条件下SPHC的形貌和锈层成分变化,结果表明两种服役条件下的腐蚀产物均以γ-Fe OOH,α-Fe OOH为主,动态大气腐蚀过程中SPHC表面锈层含有大量Si O2并且在服役过程出现了锈层脱落的现象;（3）探究了两种服役条件下SPHC的耐蚀性变化,暴露24个月期间,静态和动态服役条件下SPHC的自腐蚀电流密度从5.47×10-5 A/cm~2分别降至0.35×10-5 A/cm~2和0.55×10-5 A/cm~2,结果表明两种服役条件下SPHC的耐蚀性均呈现增强的趋势,动态服役条件下锈层对基体的保护作用更强。其次,基于动静态大气暴露实验和耦合遗传算法的神经网络方法分别构建了两种服役条件下的大气腐蚀预测模型:（1）提出了一种小样本下通过筛选国际项目的暴露实验数据来建立静态大气腐蚀模型的方法,证明了其有效性并绘制了天津市的静态大气腐蚀地图;（2）针对动态服役条件提出了综合考虑静态大气环境因素和车辆行驶特征因素的模型建立方法,通过该方法基于车辆挂片动态大气暴露实验数据建立了动态大气腐蚀预测模型并证明了其准确性。最后,本文通过分别搭建模拟降雨和模拟车速室内加速实验平台探究了降雨和车速对静态和动态大气腐蚀的影响规律,结果表明:（1）降雨对静态大气腐蚀呈现加速作用,并且当降雨量达到一定阈值后加速作用的大小与降雨量呈负相关;（2）车速在动态大气腐蚀初期对腐蚀呈现加速作用,主要通过影响试样表面腐蚀性介质的移动来加速腐蚀。
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