Effect of Al Content on Phase Transformation Law and High-temperature Mechanical Properties of Corrosion-resistant Steel

Sun Jihong; Liu Zhiwei; Wang Gang; Liu Zhizhong; Tong Xinru; Zhang Ruiqi; Sun Ao

doi:10.20057/j.1003-8620.N260016

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Effect of Al Content on Phase Transformation Law and High-temperature Mechanical Properties of Corrosion-resistant Steel

Forming and Phase Transition | 更新时间：2026-07-14

- Effect of Al Content on Phase Transformation Law and High-temperature Mechanical Properties of Corrosion-resistant Steel
- Special Steel Vol. 47, Issue 4, Pages: 96-102(2026)
- 作者机构：
  
  1.海洋装备用金属材料及其应用全国重点实验室，鞍山 114009
  2.鞍钢集团钢铁研究院，鞍山 114009
  3.鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司，营口 115007
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20057/j.1003-8620.N260016
  CLC： TG142.1
- Received：25 January 2026，
  
  Revised：2026-03-01，
  
  Accepted：04 March 2026，
  
  Published：30 July 2026
- 稿件说明：
移动端阅览
孙继鸿,刘志伟,王刚等.Al含量对耐蚀钢相变规律和高温力学性能的影响[J].特殊钢,2026,47(04):96-102.

Sun Jihong,Liu Zhiwei,Wang Gang,et al.Effect of Al Content on Phase Transformation Law and High-temperature Mechanical Properties of Corrosion-resistant Steel[J].Special Steel,2026,47(04):96-102.
孙继鸿,刘志伟,王刚等.Al含量对耐蚀钢相变规律和高温力学性能的影响[J].特殊钢,2026,47(04):96-102. DOI： 10.20057/j.1003-8620.N260016.

Sun Jihong,Liu Zhiwei,Wang Gang,et al.Effect of Al Content on Phase Transformation Law and High-temperature Mechanical Properties of Corrosion-resistant Steel[J].Special Steel,2026,47(04):96-102. DOI： 10.20057/j.1003-8620.N260016.

摘要

以含Al耐蚀钢为研究对象，研究了不同冷却速度和温度下的微观组织、硬度及强塑性性能的变化规律。含Al耐蚀钢采用可逆式轧机轧制并进行连续冷却转变（CCT）试验和高温拉伸试验。结果表明，Al对耐蚀钢的组织演变有显著影响，随着Al含量的增加，铁素体相区扩大，贝氏体相区出现温度降低，且冷却速度对组织形态的影响更为明显。硬度测试显示，随着冷却速度的增加，硬度显著提升，尤其在发生贝氏体转变，形成贝氏体组织时耐蚀钢硬度增幅明显，当含Al耐蚀钢

［Al］为0.5%时，硬度高于

［Al］为1.0 %，且1 300 ℃时最大力值为21.9 kgf，高温强塑性更优。强塑性试验揭示了两种钢材在不同温度下的力学行为差异，尤其是脆性温度区间的控制对于工业生产至关重要。通过微观断口分析，进一步明确了不同温度下材料的断裂机制。本研究为含铝耐蚀钢的应用提供了理论依据和技术支持。

Abstract

In this paper， the microstructure， hardness， strength and plasticity of the Al-containing corrosion-resistant steel at different cooling rates and temperatures were studied. The corrosion resistant steel was rolled by reversible rolling mill and continuous cooling transformation （CCT） test and the high temperature tensile test were carried out. The results show that Al has a significant effect on the microstructure evolution of the corrosion resistant steel. With the increase of Al content， the ferrite phase region expands， the occurrence temperature of bainite phase region decreases， and the effect of cooling rate on the microstructure morphology is more obvious. The hardness test shows that the hardness increases significantly with the increase of cooling rate， especially when bainite transformation occurs and bainite structure is formed. When the

［Al］ content is 0.5%， the hardness of the Al-containing corrosion-resistant steel is higher than that when the

［Al］ content is 1.0 %. Moreover， the maximum force value at 1 300 ℃ for the steel with 0.5%

［Al］ is 21.9 kgf， indicating better high-temperature strength and ductility. The strength-plasitcity test reveals the difference in mechanical behavior of the two steels at differ

ent temperatures， especially the control of the brittle temperature range is important for industrial production. The fracture mechanism of the material at different temperatures is further clarified by microscopic fracture analysis. This study provides a theoretical basis and technical support for the application of the Al-containing corrosion-resistant steel.

关键词

Keywords

references

安晓，王远志，肖守讷，等．车体用Q350EWR1耐候钢塞焊焊接头剪切拉伸力学性能研究［J］．机械工程学报， 2025 ， 61 ： 1 - 11 ．

常志勇，高秀华，刘志伟，等 . 卷取温度对光伏支架用高强耐候钢位错密度的影响［J］. 钢铁研究学报， 2025 ， 37 （ 6 ）： 792 - 801 ．

朱志辉，王翔宇，陈全，等．中性盐雾条件下Q370qENH耐候钢腐蚀特征及力学性能研究［J］．铁道科学与工程学报， 2026 ： 1 - 12 ．

李　琳，陈义庆，艾芳芳，等 . Q420qENH钢在模拟海洋环境中的腐蚀行为［J］. 腐蚀与防护， 2016 ， 37 （ 10 ）： 797 - 801 .

Wang C ， Wu H B ， Zhang Y Y . Microstructure and texture evolution of the oxide scale on hot rolled corrosion-resistant steel ［J］. Journal of Materials Research and Technology ， 2025 ， 37 ： 1541 - 1551 .

Yang J J ， Zhao K W ， Fan M ， et al . Effect of different stabilizers on corrosion resistance and damage resistance of Q420qNH weathering steel in industrial atmospheric environment ［J］. Construction and Building Materials ， 2025 ， 490 ： 142398 .

Chen T Q ， Wu F S ， Li Q ， et al . Comparative study on corrosion resistance of carbon steel and ductile iron： Implications for the development of corrosion-resistant steels ［J］. Corrosion Science ， 2025 ， 255 ： 113127 .

侯世忠．汽车用铝合金的研究与应用［J］．铝加工， 2019 （ 6 ）： 8 - 13 ．

陈　妍，许　营，田玉婷，等 . 海洋环境用耐蚀钢研发现状及发展趋势［J］. 鞍钢技术， 2022 （ 1 ）： 5 - 10+14 ．

殷鑫，孟征兵，胡浩．低成本Al-Ti-Cr高强耐海水腐蚀钢耐蚀性能研究［J］．材料导报， 2021 ， 35 （ 14 ）： 14084 - 14088 ．

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 （ 1 ）： 112 - 119 ．

Nishimura T ， Tahara A ， Kodama T . Effect of Al on the corrosion behavior of low alloy steels in wet/dry environment ［J］. Journal of the Japan Institute of Metals and Materials ， 2000 ， 64 （ 2 ）： 148 - 153 .

Xie Z Q ， Hui W J ， Bai S ， et al . Impact toughness of Fe-Mn-Al-C austenitic low-density steel solution treated at different temperatures ［J］. Journal of Materials Science ， 2023 ， 58 （ 3 ）： 1415 - 1435 .

Hamada A S ， Karjalainen L P ， Somani M C . The influence of aluminum on hot deformation behavior and tensile properties of high-Mn TWIP steels ［J］. Materials Science and Engineering： A ， 2007 ， 467 （ 1-2 ）： 114 - 124 .

Isselin J ， Kasada R ， Kimura A . Effects of Aluminum on the Corrosion Behavior of 16%Cr ODS Ferritic Steels in a Nitric Acid Solution ［J］. Journal of Nuclear Science and Technology ， 2011 ， 48 （ 2 ）： 169 - 171 .

Li Z D ， Chen R N ， Cao Y G ， et al . Function of Cu-Sb or Al microalloying on the corrosion resistance of 9Cr steel exposed to simulated concrete pore solution ［J］. Corrosion Science ， 2024 ， 231 ： 111983 .

Ren J ， Yu L M ， Liu C X ， et al . Effects of Al addition on high temperature oxidation behavior of 16Cr ODS steel ［J］. Corrosion Science ， 2022 ， 195 ： 110008 .

Nishimura T ， Kodama T . Clarification of chemical state for alloying elements in iron rust using a binary-phase potential–pH diagram and physical analyses ［J］. Corrosion Science ， 2003 ， 45 （ 5 ）： 1073 - 1084 .

Chen S P ， Rana R ， Haldar A ， et al . Current state of Fe-Mn-Al-C low density steels ［J］. Progress in Materials Science ， 2017 ， 89 ： 345 - 391 .

Liu C ， Cheng X Q ， Dai Z Y ， et al . Synergistic effect of Al 2 O 3 inclusion and pearlite on the localized corrosion evolution process of carbon steel in marine environment ［J］. Materials ， 2018 ， 11 （ 11 ）： 2277 .

Wang X F ， Liu H ， Zhao M G ， et al . Effect of AlN on properties of non-reactive CaO-Al 2 O 3 -based mold flux for high-Al steel ［J］. Materials Today Communications ， 2023 ， 34 ： 105432 .

Liu C ， Revilla R I ， Zhang D W ， et al . Role of Al2O3 inclusions on the localized corrosion of Q460NH weathering steel in marine environment ［J］. Corrosion Science ， 2018 ， 138 ： 96 - 104 .

刘承军，亓捷，姜茂发．高铝钢用新型连铸保护渣的设计开发与应用［J］．钢铁， 2023 ， 58 （ 9 ）： 116 - 126 ．

何生平，刘亚东，李权辉，等．高铝钢连铸保护渣研究进展［J］．钢铁， 2024 ， 59 （ 5 ）： 1 - 11 ．

Views

下载量

CSCD

CNKI被引量

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Effects of Tempering Process on Microstructure and Hardness of 110 ksi Grade Thick Wall Casing Steel Pipes

Effect of Precipitate Phase Pretreatment on Microstructure and Mechanical Properties of High-strength Bolts

Dynamic CCT Curve and Microstructures of Antimony Micro-alloyed HRB500 Low-temperature Steel

Effect of C and Mo Content on Microstructure and Short-term Properties of IN617 Heat-resistant Alloy

Effect of Welding Process on Fatigue Property of FH420 Steel

Related Author

Wang Zheng

Wang Jian

Chen Li

Hu Li

Wang Xu

Wang Ying

Wang Yang

Zhou Lei

Related Institution

Citic Pacific Special Steel Holdings Energy Engineering Co.，Ltd.，Jiangyin

Tianjin Pipe Co.，Ltd.

Special Steel Division， Nanjing Iron & Steel Co.， Ltd.

Technical Center， Hunan Valin Xiangtan Iron and Steel Co.， Ltd.

Anhui university of Technology

⁰