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钢铁材料以其相对低廉的价格,相对较高的强度和韧性而被广泛地应用于海洋平台。由于海水具有腐蚀性,因此海洋用钢必须具有一定的耐蚀性。止裂钢是一种高强度抗裂纹扩展的钢种,被大量应用到舰船上,然而人们对其在海水中耐蚀性的研究还远远不够,尤其在腐蚀机理方面。Cu、Ni元素具有良好的耐蚀性,若应用到钢中能大大提高它的耐蚀性,但是目前关于Cu、Ni对止裂钢耐蚀性能影响的相关报道尚不多见。基于此,本文对不同Cu、Ni含量的止裂钢在腐蚀溶液的耐蚀性进行了研究。本文设计并制备了不同Cu、Ni含量的试验钢,采用失重试验、线性极化曲线、交流阻抗谱等方法测试了实验钢的耐蚀性;采用SEM、EDS、XPS等分析了腐蚀产物及除锈后的表面状态,最后通过COMSOL软件分别对含Cu、Ni元素止裂钢的耐蚀性进行了有限元分析,探讨了Cu、Ni含量对止裂钢耐蚀性能的影响及腐蚀机理。最终得到以下结论:(1)失重试验表明,在pH为2、NaCl含量为3.5%的溶液中,随着合金元素Cu、Ni的加入,实验钢的年腐蚀速率有所降低,且随着Cu、Ni含量的增加,年腐蚀速率进一步降低;(2)电化学分析测试结果表明,上述溶液中,合金元素Cu对止裂钢的腐蚀电位影响不明显,而对腐蚀电流影响较大:当Cu含量小于2%时,随着Cu含量的增加腐蚀电流减小。合金元素Ni加入后,实验钢的腐蚀电位升高,发生腐蚀的倾向变小;与此同时腐蚀电流减小。这些都表明,Cu与Ni的加入能增加止裂钢的耐蚀性;(3)随着浸泡时间的延长,Cu及其氧化物沉积在反应表面,使含Cu止裂钢的极化电阻增加,耐蚀性增强。对于含Ni止裂钢来说,随着浸泡时间的延长,Ni以氧化物的形式分布在锈层,增加了锈层的致密性,阻碍了腐蚀介质与反应表面之间的离子交换,使止裂钢的腐蚀电位升高,腐蚀电流和腐蚀速度降低,耐蚀性增强;(4)对含Cu、Ni元素的止裂钢的腐蚀情况进行了数值模拟,模拟结果预测了因含Cu、Ni而在材料内部形成的微电池的电位分布和电流密度分布;描述了腐蚀表面形貌的变化和表面电极电位的变化,较好地解释了腐蚀发生的机理。