The Effect of Al Content on the Phase Transformation Behavior and Microstructure and Mechanical Properties of Corrosion-resistant Steel

Sun Ao; Yang Bo; Fu Qingcai; Liu Zhiwei; Zhang Ruiqi; Sun Jihong; Liu Zhizhong

doi:10.20057/j.1003-8620.2025-00053

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The Effect of Al Content on the Phase Transformation Behavior and Microstructure and Mechanical Properties of Corrosion-resistant Steel

Forming and Phase Transition | 更新时间：2026-01-16

- The Effect of Al Content on the Phase Transformation Behavior and Microstructure and Mechanical Properties of Corrosion-resistant Steel
- Special Steel Vol. 47, Issue 1, Pages: 112-119(2026)
- 作者机构：
  
  1.海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室，鞍山 114009
  2.鞍钢集团钢铁研究院，鞍山 114009
  3.鞍钢股份有限公司热轧带钢厂，鞍山 114009
  4.鞍钢股份有限公司鲅鱼圈分公司，营口 115007
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20057/j.1003-8620.2025-00053
  CLC： TG142.1
- Received：26 February 2025，
  
  Published：30 January 2026
- 稿件说明：
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孙傲,杨博,付青才等.Al含量对耐蚀钢相变行为及组织性能的影响[J].特殊钢,2026,47(01):112-119.

Sun Ao,Yang Bo,Fu Qingcai,et al.The Effect of Al Content on the Phase Transformation Behavior and Microstructure and Mechanical Properties of Corrosion-resistant Steel[J].Special Steel,2026,47(01):112-119.
孙傲,杨博,付青才等.Al含量对耐蚀钢相变行为及组织性能的影响[J].特殊钢,2026,47(01):112-119. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2025-00053.

Sun Ao,Yang Bo,Fu Qingcai,et al.The Effect of Al Content on the Phase Transformation Behavior and Microstructure and Mechanical Properties of Corrosion-resistant Steel[J].Special Steel,2026,47(01):112-119. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2025-00053.

摘要

利用Thermo-Calc热力学计算软件、扫描电镜、拉伸试验机等设备对比研究了不同Al含量对耐蚀试验钢的相变行为、组织及力学性能的影响，并通过电化学腐蚀试验及周浸腐蚀试验对不同Al含量试验钢的耐蚀性能进行了研究与分析。结果表明，

［Al］从0.5%增加到1%，试验钢中铁素体+奥氏体两相区范围缩小，奥氏体形成温度从1 450 ℃降低到1 430 ℃、渗碳体的析出温度从760 ℃升高到770 ℃，Al含量的提升对铁素体相的影响较大，但对钢中的析出相影响较小。Al含量的提升有助于组织中铁素体相的形成，尽管Al含量的提升会增大钢中晶粒粗化的倾向性，强度略有降低，但可提高钢的塑性及低温冲击韧性，尤其是对于提高钢的冲击韧性尤为显著。Al含量的提升不仅有助于腐蚀电位正移、减小钢的腐蚀电流密度，还可降低试验钢的腐蚀速率；随着Al含量的增加，试验钢的致密度及锈层中的具有保护作用的α-FeOOH相比例提升，有效地阻碍了腐蚀介质（Cl

）的进一步渗透，降低了腐蚀介质在锈层中的含量，从而提高钢的耐海洋大气腐蚀性能。

Abstract

The effect of different Al contents on the phase transformation behavior， microstructure and mechanical properties of corrosion resistant steel were studied by using Thermo-Calc thermodynamic calculation software， scanning electron microscopy and tensile testing machine. And the corrosion resistance of experimental steels with different Al contents was studied and analyzed through electrochemical corrosion experiment and immersion corrosion test.The results show that when the Al content in

［Al］ increases from 0.5% to 1%， the range of ferrite and austenite two-phase zone in experimental steel decreases， the austenite formation temperature drops from 1 450 ℃to1 430 ℃， and the precipitation temperature of cementite increase fro

m 760 ℃ to 770 ℃. The increase of Al content has a significant effect on the ferrite phase， but has little effect on the precipitation phase in steel.The increase of Al content is conducive to the formation of ferrite phase in the structure. Although the increase of Al content will increase the tendency of grain coarsening in the steel and slightly reduce the strength， it can improve the plasticity and low temperature impact toughness of the steel， especially for improving the impact toughness of the steel. The increase of Al content not only contributes to the positive shift of corrosion potential， decreases the corrosion current density of steel，but also reduces the corrosion rate of test steel.With the increase of Al content， the density of test steel and the proportion of protective α-FeOOH in the rust layer are improved， which hinders the further penetration of corrosive medium （Cl

） and reduces the content of corrosive medium in the rust layer， thus improving the Marine atmospheric corrosion resistance of the steel.

关键词

Keywords

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崔凯禹，李正荣，徐接旺，等 . 锑和铝元素对耐候钢在模拟工业大气环境下耐腐蚀性能的影响［J］. 机械工程材料， 2022 ， 46 （ 11 ）： 60 - 65 .

李　健，柴　锋，罗小兵，等 . Al含量对船用B级钢板耐海水腐蚀性能的影响［J］. 钢铁研究学报， 2023 ， 35 （ 6 ）： 748 - 756 .

史津铭，庞启航，李维娟，等 . 轻质Fe-Mn-Al-C系高强钢的组织与性能研究进展及其在海洋工程中的应用展望［J］. 上海金属， 2024 ， 46 （ 3 ）： 13 - 22+32 .

李晓刚 . 耐蚀低合金结构钢［M］. 北京：冶金工业出版社， 2018 .

徐翔宇 . 海洋结构用低密度钢板组织性能研究［D］. 北京：北京科技大学， 2020 .

满廷慧，彭　伟，王子波，等 . Fe-Mn-Al-C低密度钢研究现状及展望［J］. 中国冶金， 2022 ， 32 （ 1 ）： 11 - 20 .

李金典，何东霖，胡　晓，等 . Al含量对中锰高铝钢组织性能的影响［J］. 材料与冶金学报， 2023 ， 22 （ 4 ）： 371 - 378 .

邢　梅，林方敏，唐立志，等 . Al元素对Fe-Mn-Al-C系低密度钢的影响特性综述［J］. 中国冶金， 2022 ， 32 （ 2 ）： 15 - 26 .

王　岩，郑　浩，魏瑛康，等 . Fe-Mn-Al-C轻质高强钢析出相研究进展［J］. 钢铁研究学报， 2024 ， 36 （ 4 ）： 407 - 423 .

Liu C ， Li Y L ， Cheng X Q ， et al . Recent advances on the corrosion resistance of low-density steel： A review ［J］. Acta Metallurgica Sinica （English Letters）， 2022 ， 35 （ 7 ）： 1055 - 1067 .

丁　桦，张　宇，蔡明晖，等 . 奥氏体基Fe-Mn-Al-C轻质钢的研究进展［J］. 金属学报， 2023 ， 59 （ 8 ）： 1027 - 1041 .

王英虎 . 基于FactSage的Fe-15Mn-8Al-0 .25C低密度钢的组织及力学性能［J］. 金属热处理， 2022 ， 47 （ 7 ）： 203 - 210 .

王　飞 . 轧制温度对新型Fe-Mn-Al-C系低密度钢腐蚀行为的影响［J］. 中国冶金， 2024 ， 34 （ 1 ）： 53 - 60 .

于莹莹，吴　昊，王　麒，等 . 1500 MPa级含Al低密度马氏体超高强钢的相变行为和力学性能［J］. 钢铁研究学报， 2023 ， 35 （ 12 ）： 1527 - 1536 .

王英虎 . Fe-Mn-Al-C系低密度钢开发中数值模拟的应用［J］. 特殊钢， 2022 ， 43 （ 1 ）： 22 - 28 .

胡志强，张昊轩，赵家琛，等 . 含稀土Ce的Fe-Mn-Al轻质高强钢的热力学计算及组织性能［J］. 钢铁， 2024 ， 59 （ 2 ）： 139 - 146 .

章小峰，阚中伟，万亚雄，等 . Fe-8.3Mn-xAl-C低密度钢相图计算及热轧组织性能研究［J］. 热加工工艺， 2022 ， 51 （ 20 ）： 47 - 48 .

龙　翔 . 超声振动强韧化双相高熵合金及其机理研究［D］. 广州：广州大学， 2024 .

张瑞琦，孙傲，刘志伟，等 . S450AW与Q450NQR1在酸性环境中的腐蚀行为［J］. 材料保护， 2020 ， 53 （ 4 ）： 25 - 26 .

李　涛，孙　帅，刘　毅 . 稀土对汽车板用钢耐工业大气腐蚀性的影响［J］. 热加工工艺， 2017 ， 46 （ 4 ）： 75 - 77+82 .

孙　傲，刘志伟，张瑞琦，等 . 高耐候结构用Q355GNH钢的开发与性能研究［J］. 特殊钢， 2022 ， 43 （ 1 ）： 53 - 56 .

刘　博 . 海岸工业大气中含Sn耐候钢的应用可行性与耐蚀机理研究［D］. 沈阳：东北大学， 2020 .

聂向晖，李晓刚，李云龙，等 . 碳钢的土壤腐蚀模拟加速实验［J］. 材料工程， 2012 ， 40 （ 1 ）： 59 - 65 .

孙傲，冯艳斌，刘志伟，等 . 耐候结构用Q460NHE热轧带钢的开发与性能研究［J］. 轧钢， 2024 ， 41 （ 4 ）： 115 - 117 .

陈小平，王向东，刘清友，等 . 耐候钢锈层组织成分及其耐腐蚀机制分析［J］. 材料保护， 2009 ， 42 （ 1 ）： 18 - 20 .

Dillmann P ， Mazaudier F ， Hœrlé S . Advances in understanding atmospheric corrosion of iron. I. Rust characterisation of ancient ferrous artefacts exposed to indoor atmospheric corrosion ［J］. Corrosion Science ， 2004 ， 46 （ 6 ）： 1401 - 1429 .

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