海洋浪花飞溅区环境腐蚀恶劣,而诸多海洋工程钢结构设施却不可避免要服役在此环境中。一些新开发的海工钢常用Mn代替相对昂贵的Ni等合金元素,以此来降低钢的铸造成本,且还能保证钢材良好的强度、韧性等机械性能,但是有研究报道增加Mn会降低钢的耐蚀性。因此,浪花飞溅区锰钢腐蚀行为及作用机理有待进一步研究。本文对高锰钢及对比钢在模拟海洋飞溅区环境中的干湿交替循环腐蚀及应力腐蚀开裂行为进行了研究,并结合电化学工作站对试验钢基体及腐蚀产物膜进行了电化学检测和拟合分析。研究结果表明:(1)在干湿交替循环腐蚀环境中试验钢的腐蚀速率随腐蚀时间延长均先增加后减小并趋于平稳。在腐蚀初期,高锰钢的腐蚀速率相对中锰钢和9Ni钢较高。腐蚀600h后,高锰钢的年均腐蚀速率降幅最大,表明其锈层对腐蚀过程的抑制作用显著。试验钢的腐蚀产物中主要存在纤铁矿(γ-Fe OOH)、铁的氧化物(Fe_xO_y)和锰的氧化物(Mn_xO_y)以及少量的铁锰氧化物(Fe,Mn)_xO_y)和针铁矿(α-Fe OOH)。高锰钢腐蚀初期产物中Mn富集显著,锰氧化物特殊的孔道结构和较强的离子吸附性促进了腐蚀反应过程。随着腐蚀时间延长,腐蚀末期产物中还出现少量镍钼氧化物(Ni Mo O₄)和铬铁矿(Fe Cr₂O₄)。铬铁矿属于尖晶石类氧化膜,能提高锈层致密性。(2)试验钢基体的电化学测试表明从9Ni钢、中锰钢到高锰钢其耐蚀性依次减小。随着腐蚀时间延长试验钢干湿交替循环腐蚀形成的腐蚀产物膜电化学阻抗的容抗弧半径均先减小后逐渐增大,腐蚀电流密度均先增大后减小。高锰钢腐蚀初期腐蚀膜的阻抗模较小,但在腐蚀后期腐蚀产物膜的阻抗模值远高于其它两种试验钢的模值,表明随着腐蚀时间延长,高锰钢腐蚀产物膜的保护性明显增强。(3)在模拟海水介质中9Ni钢的SSRT断口形貌表现出典型的韧-脆性混合断裂特性,而高锰钢的呈现明显的穿晶准解理型脆性断裂特征,表现出更强的SCC敏感性。随着介质中Cl^-浓度增加,高锰钢的抗拉强度、延伸率、断口韧窝微孔数量以及应变硬化指数均先降低后逐级增加;腐蚀电流密度、二次微裂纹数量、SCC敏感性和硬化系数均先增大后逐渐减小。在10.5%Na Cl溶液中表现出最强的SCC敏感性。在低Cl^-浓度的海水中,腐蚀电化学反应和腐蚀产物层对应力腐蚀开裂起到了协同作用。锈层中Cr化合物富集显著,它导致腐蚀层下方局部酸化,促进了阳极溶解并在基体表面形成点蚀。在应力作用下蚀坑处容易萌生微裂纹,从而加剧了高锰钢的SCC行为。