鋼鐵材料是量大麵廣的材料，具有性能多樣化
、容易獲得且成本較低、生產加工適用性廣泛、可循環利用等特點，廣泛應用於國民經濟和國防建設的各個領域。然而，量大麵廣的普碳鋼（占比70%）和低合金鋼（占比20%）容易被腐蝕（鋼材腐蝕情況見圖1），需xu要yao尋xun找zhao綠lv色se環huan保bao且qie低di成cheng本ben的de解jie決jue方fang案an。稀xi土tu作zuo為wei我wo國guo的de戰zhan略lve資zi源yuan，開kai采cai過guo程cheng中zhong高gao豐feng度du鑭lan鈰shi元yuan素su大da量liang富fu餘yu堆dui積ji，迫po切qie需xu要yao加jia以yi合he理li消xiao耗hao利li用yong。

　　shanghaidaxuedonghanjiaoshoulingxiandegaoxingnenggangtiecailiaotuanduizaiduoniandeyanjiujichushang，xingchenglexinxingxituduoxinghejinhuaguandian，kaifachuxituhejinhuanaifushijishu，bingshengchanleQ235RE、Q345RE
、09CuPCrNiRE鋼的扁平材和長型材，產品具有低成本和綠色化的特點。

　　01
、稀土在鋼中耐蝕作用機理探析

　　國外研究稀土鋼已有數十年的時間，我國從上世紀50年代末開始稀土鋼的研究工作
，幾十年來積累了豐富的知識與經驗。原有的稀土在鋼中的作用有：脫氧脫硫淨化

、夾雜物變性與變形
、固溶合金化等。稀土添加在鋼中會有許多有益效果，其中提高耐蝕性是公認的。09CuPTiRE鋼(gang)是(shi)我(wo)國(guo)開(kai)發(fa)的(de)典(dian)型(xing)稀(xi)土(tu)低(di)合(he)金(jin)耐(nai)候(hou)鋼(gang)。但(dan)是(shi)由(you)於(yu)過(guo)去(qu)表(biao)征(zheng)手(shou)段(duan)有(you)限(xian)，我(wo)國(guo)對(dui)稀(xi)土(tu)鋼(gang)耐(nai)蝕(shi)性(xing)的(de)機(ji)理(li)認(ren)識(shi)還(hai)有(you)待(dai)加(jia)深(shen)。上(shang)世(shi)紀(ji)後(hou)期(qi)，隨(sui)著(zhe)精(jing)煉(lian)技(ji)術(shu)與(yu)連(lian)鑄(zhu)技(ji)術(shu)的(de)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)
，稀(xi)土(tu)的(de)淨(jing)化(hua)作(zuo)用(yong)失(shi)去(qu)了(le)意(yi)義(yi)，添(tian)加(jia)稀(xi)土(tu)容(rong)易(yi)造(zao)成(cheng)水(shui)口(kou)結(jie)瘤(liu)，從(cong)而(er)影(ying)響(xiang)連(lian)鑄(zhu)生(sheng)產(chan)順(shun)行(xing)。此(ci)外(wai)，稀(xi)土(tu)加(jia)入(ru)鋼(gang)中(zhong)收(shou)得(de)率(lv)低(di)的(de)問(wen)題(ti)一(yi)直(zhi)未(wei)得(de)到(dao)根(gen)本(ben)解(jie)決(jue)。上(shang)述(shu)問(wen)題(ti)導(dao)致(zhi)稀(xi)土(tu)鋼(gang)的(de)生(sheng)產(chan)應(ying)用(yong)量(liang)越(yue)來(lai)越(yue)少(shao)。直(zhi)到(dao)近(jin)年(nian)來(lai)，稀(xi)土(tu)鋼(gang)才(cai)又(you)開(kai)始(shi)逐(zhu)漸(jian)成(cheng)為(wei)研(yan)究(jiu)熱(re)點(dian)。

　　考慮到我國具有豐富的稀土資源，借鑒前人在稀土鋼方麵的研究成果，可以開發出綠色低成本的稀土耐蝕普碳鋼，以延長建築、橋梁
、各種構件的使用年限，達到鋼鐵材料的減量化使用目標。

　　基(ji)於(yu)此(ci)，上(shang)海(hai)大(da)學(xue)高(gao)性(xing)能(neng)鋼(gang)鐵(tie)材(cai)料(liao)團(tuan)隊(dui)應(ying)用(yong)高(gao)豐(feng)度(du)鑭(lan)鈰(shi)稀(xi)土(tu)資(zi)源(yuan)，通(tong)過(guo)多(duo)形(xing)合(he)金(jin)化(hua)原(yuan)理(li)與(yu)技(ji)術(shu)，明(ming)確(que)了(le)稀(xi)土(tu)鑭(lan)鈰(shi)元(yuan)素(su)在(zai)普(pu)碳(tan)鋼(gang)中(zhong)的(de)賦(fu)存(cun)與(yu)蹤(zong)跡(ji)
，以(yi)及(ji)稀(xi)土(tu)在(zai)鋼(gang)中(zhong)的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)作(zuo)用(yong)機(ji)理(li)，即(ji)鑭(lan)鈰(shi)元(yuan)素(su)可(ke)改(gai)變(bian)夾(jia)雜(za)物(wu)性(xing)質(zhi)和(he)形(xing)態(tai)，縮(suo)小(xiao)夾(jia)雜(za)物(wu)與(yu)基(ji)體(ti)的(de)電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)差(cha)

，避(bi)免(mian)點(dian)蝕(shi)發(fa)生(sheng)；偏聚於微觀組織界麵
，降低了界麵能，避免表麵和局部腐蝕發生；可促進α-FeOOH穩定鏽層形成
，形成致密的表麵鏽層組織
，有效降低腐蝕速率。（見圖2
、表1）

　　基(ji)於(yu)對(dui)稀(xi)土(tu)元(yuan)素(su)在(zai)鋼(gang)中(zhong)作(zuo)用(yong)機(ji)理(li)的(de)研(yan)究(jiu)結(jie)果(guo)，上(shang)海(hai)大(da)學(xue)高(gao)性(xing)能(neng)鋼(gang)鐵(tie)材(cai)料(liao)團(tuan)隊(dui)創(chuang)新(xin)研(yan)發(fa)了(le)保(bao)護(hu)性(xing)稀(xi)土(tu)合(he)金(jin)加(jia)入(ru)技(ji)術(shu)
，依(yi)托(tuo)多(duo)個(ge)鋼(gang)企(qi)的(de)不(bu)同(tong)鋼(gang)材(cai)生(sheng)產(chan)流(liu)程(cheng)，經(jing)過(guo)多(duo)次(ci)工(gong)業(ye)試(shi)驗(yan)
，最(zui)終(zhong)確(que)定(ding)了(le)最(zui)佳(jia)的(de)稀(xi)土(tu)合(he)金(jin)加(jia)入(ru)工(gong)藝(yi)。該(gai)團(tuan)隊(dui)在(zai)不(bu)改(gai)變(bian)現(xian)行(xing)鋼(gang)鐵(tie)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)，將(jiang)稀(xi)土(tu)合(he)金(jin)化(hua)設(she)備(bei)嵌(qian)入(ru)流(liu)程(cheng)，操(cao)作(zuo)簡(jian)單(dan)易(yi)行(xing)，成(cheng)本(ben)低(di)廉(lian)，稀(xi)土(tu)收(shou)得(de)率(lv)高(gao)且(qie)穩(wen)定(ding)均(jun)勻(yun)，形(xing)成(cheng)了(le)穩(wen)定(ding)的(de)低(di)成(cheng)本(ben)高(gao)收(shou)得(de)率(lv)稀(xi)土(tu)鑭(lan)鈰(shi)多(duo)形(xing)合(he)金(jin)化(hua)加(jia)入(ru)方(fang)法(fa)，避(bi)免(mian)了(le)連(lian)鑄(zhu)水(shui)口(kou)結(jie)瘤(liu)，穩(wen)定(ding)實(shi)現(xian)多(duo)爐(lu)連(lian)澆(jiao)，在(zai)連(lian)鑄(zhu)坯(pi)中(zhong)稀(xi)土(tu)元(yuan)素(su)分(fen)布(bu)均(jun)勻(yun)。（見圖4）

　　通過采用稀土多形合金化技術
，國內10餘家鋼企開發出綠色低成本稀土耐蝕普碳鋼係列鋼材，生產工藝穩定順行
，鋼材組織性能合格
，耐蝕性顯著提高。（見圖5）

　　新型稀土耐蝕鋼在大氣環境下
，相比於傳統的普碳鋼和低合金耐大氣腐蝕性能提高30%~50%。稀土耐蝕鋼結構可免除塗裝與鍍鋅，一般鍍鋅鋼材使用壽命約為15年，稀土耐蝕鋼可延長使用壽命至70年以上，減輕環保負擔，利於資源合理化應用。稀土耐蝕普碳鋼噸鋼成本僅較普通鋼材提高30元~50元
，較常用的銅磷鉻鎳耐候鋼成本大幅降低。目前稀土耐蝕普碳鋼工業化批量生產產品合格率可達99%。（見表2
、圖3）

　　02、稀土耐蝕普碳鋼的應用

　　相比磚混結構建築

，稀土耐蝕普碳鋼結構具有耐蝕抗震的特點，同時具備施工方便、空間劃分靈活、得房率高、材料環保等特點。湖南、上海等多地建立了多個輕鋼結構裝配式民居房，使用效果良好。（見圖6）

　　江蘇冶金技術研究院廠房式實驗室的梁柱選用沙鋼生產的Q355BRE稀土耐蝕普碳鋼，腐蝕速率相比Q355B降低50%以上。廠房麵積為4300平方米，於2019年開始建設
、2020年10月完工。（見圖7）

　　鋼筋混凝土建築

　　2020年9月
，河北龍鳳山鑄業采用直徑12毫米稀土耐蝕螺紋鋼HRB400ERE進jin行xing廠chang房fang建jian設she。施shi工gong過guo程cheng中zhong
，稀xi土tu耐nai蝕shi螺luo紋wen鋼gang被bei加jia工gong成cheng箍gu筋jin與yu板ban筋jin

，用yong於yu框kuang架jia結jie構gou建jian設she。其qi中zhong，箍gu筋jin主zhu要yao用yong於yu主zhu廠chang房fang和he製zhi粉fen車che間jian固gu定ding框kuang架jia柱zhu與yu框kuang架jia梁liang

，板ban筋jin用yong於yu主zhu廠chang房fang
、製粉車間和中心樓樓頂和樓梯。該項目於2020年11月完成主體工程建設。（見圖8）

　　采用稀土耐蝕鋼製造地螺絲

，可免鍍鋅處理，並延長使用壽命。山東威海、上海等地建設了基於地螺絲地基的輕鋼結構房等。經過2年戶外腐蝕試驗發現，未經塗覆的稀土耐蝕鋼地螺絲單麵腐蝕率僅為0.1毫米/年，具有良好的耐腐蝕性能。（見圖9）

　　稀土耐蝕普碳鋼可替代傳統耐候鋼應用於集裝箱房製造。（見圖10）

 

　　傳(chuan)統(tong)的(de)外(wai)掛(gua)裝(zhuang)飾(shi)裝(zhuang)修(xiu)框(kuang)架(jia)通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)鍍(du)鋅(xin)鋼(gang)材(cai)
，不(bu)僅(jin)成(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao)，且(qie)鍍(du)鋅(xin)層(ceng)在(zai)經(jing)曆(li)風(feng)吹(chui)雨(yu)淋(lin)後(hou)極(ji)易(yi)破(po)損(sun)剝(bo)落(luo)，影(ying)響(xiang)結(jie)構(gou)壽(shou)命(ming)，降(jiang)低(di)安(an)全(quan)係(xi)數(shu)。應(ying)用(yong)稀(xi)土(tu)耐(nai)蝕(shi)普(pu)碳(tan)鋼(gang)可(ke)免(mian)除(chu)鍍(du)鋅(xin)、降低成本
、延長壽命、提高安全性。2016年遼寧沈陽一建築工程應用了稀土耐蝕普碳鋼，用戶單位反饋良好。（見圖11）

　　上述應用推動稀土耐蝕普碳鋼應用技術逐漸走向成熟。

　　基(ji)於(yu)稀(xi)土(tu)合(he)金(jin)化(hua)提(ti)高(gao)鋼(gang)材(cai)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)技(ji)術(shu)，在(zai)中(zhong)國(guo)金(jin)屬(shu)學(xue)會(hui)新(xin)材(cai)料(liao)標(biao)準(zhun)化(hua)技(ji)術(shu)委(wei)員(yuan)會(hui)組(zu)織(zhi)下(xia)，上(shang)海(hai)大(da)學(xue)高(gao)性(xing)能(neng)鋼(gang)鐵(tie)材(cai)料(liao)團(tuan)隊(dui)主(zhu)持(chi)並(bing)起(qi)草(cao)了(le)《稀土耐候結構鋼》（T/CSM12-2020）團體標準。2020年6月11日，《稀土耐候結構鋼》（T/CSM12-2020）團體標準正式發布並實施。

　　xitunaishiputangangshiyileixinxingdelvsegangtiecailiao，shizhongguoteseziyuanyouxiaoliyonghegangtiekejifazhandechanwu。cujinshehuigangcaijianlianghuayingyong，shilishifazhandebiran。fazhanxitunaishiputangangjiangcujinzhongguogangtiegongyeyuxituxingyegongtonggaozhiliangfazhan，cujinshehuiditanhuafazhan。