1.2.2高氮钢的优势

氮参与合金化对钢的影响有两种：

①众所周知，碳可以增强奥氏体的强度，而氮和碳一样，通过固溶的方式来增强化奥氏体；

②碳会导致晶间碳化物析出，从而影响奥氏体的稳定性，但是氮却不会，加入氮可以扩大奥氏体相区，使其更加稳定[5]。

除了这些，氮加入合金化还产生了众多的优势，让高氮钢更加为人们所爱。它的优势有；

①它有比铜合金要高很多的屈服强度和拉伸强度，此外它还具有较好的延展性;

②它的强度比铜合金要高出许多，可以承受海水的冲刷腐蚀；

③应变硬化潜力高，可以被用作许多设施的部件；

④它不易形成变形诱导马氏体，从而增强稳定性；

⑤它和铜合金一样，耐腐蚀性能都特别优秀。

这些优势使得高氮钢更加适应海洋环境，比铜合金更据有竞争力，而且潜力巨大，是一种适应时代所产生的新材料[6]。

1.2.3高氮钢的应用

1963年Frehser和Kubisch首先发现了奥氏体钢中氮含量一旦超过一个数值,钢的屈服强度将会随着氮含量的增加而不断增加，但是它的韧性却不会有降低。有人开发出了奥氏体钢Cr18Mn18N0.6(P900)，并且成功的解决了超大功率发电机护环存在的材料方面无法支持其工作的技术问题。紧接着，他们开发出来了各种含其他元素的钢，用作工具和轴承，都取得了良好的成绩。并且用粉末冶金的方法制作出来氮含量极高的工具[7]。

1.3海洋冲刷腐蚀的概况

1.3.1海洋冲刷腐蚀的难点

海洋不同于陆地，如果想要深入的探索和开发海洋，就需要构建海上平台，建造各种功能性船只。而这些设施需要使用大量的材料，并且对材料需求量还在上升，可以说拥有一种好的耐蚀材料至关重要。但是海洋环境十分复杂，腐蚀方式众多，设施和建筑材料的腐蚀在所难免。如果在一些关键部位的金属材料发生了腐蚀，就不仅仅是会影响材料的外形，影响其观赏性，还会对材料造成影响，使其失去原有的性能，使材料失效导致安全事故的发生。每年都会有因为腐蚀而造成的安全事故，绝大多数的原因是因为材料发生了腐蚀。即使是欧美这些发达国家，也十分看重这方面的经济损失[8].。在海洋方面腐蚀，因为海洋腐蚀的种类非常多，腐蚀速度也很快，远远超过了许多陆地上的腐蚀[9]。如果能降低腐蚀速度，就能节省一大笔开销。于是许多国家都开始研究新材料，达到减缓海洋腐蚀的目的。我国很早就开始测试一些常用的金属材料在海水中的腐蚀情况的调查工作，并且获得了一个比较庞大的数据库。可以根据这些数据，研发新材料，降低材料的海水腐蚀速率。但是海洋腐蚀方式繁多，有电化学腐蚀，机械腐蚀，还有生物腐蚀，这些腐蚀方式之间还存在着交互作用，，这使材料的要求变得非常的高。因此，对冲刷冲刷腐蚀进行研究，可以为海洋开发积累一定的宝贵数据，用于今后的材料的研发。

1.3.2海洋腐蚀特点

如果要对海洋环境腐蚀分类，可以得到五个腐蚀区：海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区和海底泥土区，如图1-1所示。根据海洋深度还可以分为浅海区，深海区。这些腐蚀区域的特点都不相同。

图1-1海洋腐蚀环境模拟图

Fig.1-1Simulationofmarinecorrosiveenvironment

不同的海洋环境区域的腐蚀特点区别很大，根据表1-1，不难发现在海洋大气区，由于雨水等原因，空气中的海盐粒子较多，会加快腐蚀；在浪花飞溅区，海水和空气共同作用，腐蚀相当剧烈，是海洋腐蚀中腐蚀最严重的部分；在海洋潮差区，因为海水的潮差导致其产生了氧浓差电池，整个体系受到保护，腐蚀相当于其他地区而言是最小的；在海水全浸区，由于一直处于海水中，容易受到冲刷，加上海洋生物的影响，腐蚀较为严重，而随着深度的增加，含氧量减少，腐蚀会有所减少；在海底泥土区，处于泥土中的微生物和细菌会产生腐蚀，引起局部腐蚀的发生[10]。