侯文泰，青岛海洋腐蚀研究所高级工程师，1984 年来到青岛小麦岛，进入了钢的大气腐蚀研究领域。如今 30 多年过去了，灯火阑珊处暮然回首，他从着手于从事“钢在大气环境中的腐蚀数据积累及基础研究”工作，到发现一些合金元素和环境因素对钢的大气腐蚀的影响的新规律，提出“经济耐候钢”概念；再到着手于研究大气腐蚀与钢的化学成分和环境因子之间的定量关系方面，侯老师与钢的大气腐蚀科学研究一路风雨同行，他用深厚的专业背景、丰富的一线科研实践经历，取得和研究了我国钢在大气中四年、八年、十二年、十六年、20 年的大气腐蚀数据，为国家重大工程建设、新材料的研究开发提供了科学的依据；他首先提出的经济耐候钢的概念被钢厂纳入标准，提供给用户。他着手研究的大气腐蚀与钢的化学成份和环境因子之间的定量关系方面为未来研究者从事该研究奠定了基础。

    侯文泰，钢的大气腐蚀研究领域里的导师，行业发展的奠基者，他胸怀为推动行业发展的仁爱之心，把自己的心血用于钢的大气腐蚀研究领域之中，把在摸爬滚打中获得成功的经验积累并传递下来，让后来者在站到他的肩膀上，将钢的大气腐蚀研究的道路拓得更宽，走得更远。

    走进小麦岛开启钢的大气腐蚀研究

    为满足海洋用钢与合金的腐蚀试验，1972 年冶金部决定在青岛建设耐海洋腐蚀用钢试验站，1975 年在青岛东郊的小麦岛建成了我国第一个海洋腐蚀试验基地。小麦岛是青岛市区东部海岸边的一座小岛，与青岛隔海相望，通过一条栈桥与陆地相连，这里得海独厚，是进行金属材料的暴露腐蚀试验、海水模拟加速腐蚀试验和腐蚀电化学测试、积累材料的腐蚀数据、弄清腐蚀行为和规律，对其进行科学研究的理想之地。

    侯文泰老师于 1984 年来到了小麦岛，成为青岛海洋腐蚀研究所的一位科研人员，第二年他赶上了国家基金委的大项目“材料中自然环境中的数据积累及基础研究”的全面启动，成为“钢在大气环境中的腐蚀数据积累及基础研究”项目的负责人。

    材料自然环境腐蚀数据是国家建设与科技进步的重要资源，也是我国国情调查的重要成果，它将为国家重大工程建设，新材料的研究开发，以及国家材料生产与使用方面基础标准的制订等提供科学的依据，这是当前国家建设的迫切需求。因此，侯老师负责的“钢在大气环境中的腐蚀数据积累以及基础研究”是全国材料自然环境试验网站长期以来的首要任务之一。

    我国从 60 年代就开始进行了耐候钢的研究及大气暴露试验。为了全面而系统地获得环境腐蚀数据，国家科委在“六五”期间设立重点项目——“常用材料自然环境腐蚀试验研究”，并建立全国材料自然环境试验网站，专项进行 5 个周期 20 年的数据积累及研究。在侯老师接手这个项目前，全国材料自然环境试验网站已于 1983 年开始了 17 种普通钢和5 种不锈钢 20 年大气暴露试验，其中，钢部分包括最常用的各种碳素钢、低合金钢以及低合金耐候钢，这些材料同时在青岛、江津、琼海、万宁、武汉、广州 6 个试验站，包括内陆、海洋、干燥、湿润等各种典型环境中开展暴露试验。

    侯老师介绍说：“试验做到 1988年，我们对首次取得的第一个 4 年的暴露试验数据进行了分析。我们发现，耐候钢在各种大气环境中 4 年暴露腐蚀率为 10-25μm/a 环境影响不很显著，非耐候钢的年暴露腐蚀率为 15-200μm/a，环境影响极为明显。碳钢和低合金钢在大气中产生的锈层，其交流阻抗值、锈层致密度及晶粒细度与钢的耐候性成正比。通过这些发现，我们探究出了一些合金元素和环境因素对钢的大气腐蚀的影响的新规律。过去普遍认为，对于碳钢及不含铜低合金钢，其正常成分范围内的铜（铜含量≤ 0.2％）、磷（磷含量≤ 0.05）及它们含量的变化，不会对耐候性有影响。但我们的试验结果表明，适当提高磷、铜的含量，当其分别达到 0.035％，0.07％（它们仍处在普通钢的正常成分范围内）时，可以明显地提高碳钢、低合金钢的耐候性。由此受到启发，即不用人为地添加合金元素，便可得到力学性能和原钢种相同，而耐候性和 Cor-TenB 接近的耐腐蚀性钢，从而提出了‘经济耐候钢’概念。并于1990 年在第 11 届国际腐蚀会议（意大利、佛罗伦萨）上发表。”

    作为业界内的人士，我们深知，材料在自然环境中的腐蚀破坏普遍存在，危害性大。而材料自然环境腐蚀数据的积累和腐蚀规律的研究是国家经济建设所必需的重要依据。之后侯老师始终如一地继续进行材料在典型自然环境中的腐蚀数据的试验，并分别对进行了 12 个年头和 16 个年头的试验进行总结。他说：“中国地域辽阔、地处温带、亚热带，海岸线长、土壤类型多，自然环境差异很大，再加上环境污染日趋严重，造成了自然环境腐蚀数据处理和探索材料自然环境腐蚀规律性的困难。为了国家建设发展的需要，必须有计划长期地积累常用材料在我国典型自然环境的腐蚀数据。收集数据之后更为重要的是如何依据所积累的试验数据，建立评价环境腐蚀性的方法，制订材料防腐蚀的规范和标准，为发展各种耐蚀材料、预测和延长设备及工程构件的使用寿命提供依据。”

    从数据分析中，提出“经济耐候钢”的概念

    在 1988 年，侯老师分析了钢的自然环境腐蚀数据，从而提出了“经济耐候钢”的概念，1992 年取得了在 1983年暴露试样的 8 年数据，进一步证实了合金元素和环境因素对钢的大气腐蚀的影响规律，明确提出“经济耐候钢”的研究方向。为进一步证实这一与传统认识不同、具有创新意义的发现，1991 年经申请，“经济耐候钢”被冶金部列为“八五”重点课题，侯老师先后和武钢、宝钢进行合作，再次进行了试验与研究工作。于1998年10月9日在青岛、三峡、江津、琼海、万宁、沈阳、海拉尔 7 个试验站投放 11 种钢、5 个周期预测研究试样。1999 年 12 月 1 日在青岛、江津、万宁 3 个试验站补投 5 种钢、5 个周期试样进行了又一轮的试验。

    侯老师介绍说：“碳素钢和低合金钢在大气中会生锈，用任何一种方法保护都要花费大量的财力和物力。但其优良的力学性能和较低的价格，没有其他材料能完全代替。为了提高其在大气中的耐腐蚀性，国外，特别是美国，在 30年代已开展了低合金耐候钢的研究，并取得了相当的成绩。我国从 60 年代起大量研制耐候钢，并发展了一些自己的钢号，如鞍钢集团的 08 CuPVRE 系列、武钢集团的 09 CuPTi 系列、济南钢铁总厂的 09 MnNb、上海第三钢铁厂的10 CrMoAl 和 10 CrCuSiV 等。我们通过试验钢的大气腐蚀失重规律证明了耐候钢的优越性：从短期来看，无论在什么地方，耐候钢比碳钢或低合金钢耐蚀性提高的程度并不大。长期使用中，在干燥、腐蚀性低的北京，各种钢的差别仍然不大。但在湿热而有污染的万宁地区，情况就完全不同了，钢从第二年起，腐蚀加速，10 年后腐蚀深度达 5mm，即10mm 厚的钢板在万宁暴露 10 年后将被完全腐蚀掉。对比在万宁不同钢种的 10年预测腐蚀数据，耐候钢的腐蚀率可以降低98%，10年的腐蚀深度不过0.1mm。

在会议期间与我的研究生导师肖纪美教授合影的照片

会议期间与台湾成功大学蔡文达教授合影的照片

    因此，在腐蚀性严重的地区，采用耐候钢特别重要。即使在一般有污染的地区，如青岛、江津，相差也达 4.5 倍。”

    从这些积累的数据资料中，侯老师不仅发现了耐候钢的优越性，而且提出了“经济耐候钢”的概念。他说：“根据实验，我们发现当钢中的磷含量达到0.035%, 铜含量达到 0.07% 时，可以明显地提高耐候性。这种耐候钢可以在非耐候的普通钢的冶炼中通过采取工艺措施实现，我们称这种钢为‘经济耐候钢’。 ”

    众所周知，随着国民经济的发展，钢材被广泛地应用，如桥梁、铁道、汽车、机器设备，因为钢极易受到大气的腐蚀，所以几乎所有的钢结构都还要各种方法保护，但是所有的防护方法都有一定的寿命，特别是在一些部位，如车辆的夹缝、内壁，很难维修，如果不用耐候钢，很快就会从内部穿孔。尽管耐候钢的价格比普通钢要高，但从节省材料、避免反复防护、防止事故等方面看，特别对管道类的设施，采用耐候钢更具有经济效益。采访中，侯老师说：“经济耐候钢可用于任何一个普通的钢号，例如，某一个桥梁，根据强度的需要，要求采用16Mn，为了耐大气腐蚀，则采用经济耐候的 16Mn，在 16Mn 的成份基础上，磷含量为 0.035%-0.055%。铜含量为 0.08%-0.020%，就可以成为一种经济耐候钢。”

    “经济耐候钢”的经济性体现在哪里？侯老师举例说：“我们最常用的普通钢是 A3 和 16Mn, 这两种钢广泛应用于桥梁、汽车、建筑用钢之中，如果按其总量的十分之一使用经济耐候钢，根据试验数据的五分之一，即使用寿命提高一倍，即可节约 200 万吨钢，每吨钢按 2000 元算，节约直接费用 40 亿元。”

    提出经济耐候钢概念的同时，侯老师介绍，根据试验结果，他们对国际标准 ISO-9223 确定环境的大气腐蚀性的方法提出了质疑。ISO9223 规定，可以依据碳钢，纯锌，纯铝的第一年腐蚀率来确定大气腐蚀性的等级。而他们的数据证明，用一年暴露的腐蚀率来判断大气腐蚀性是很不准确的，甚至是危险的。

    2001 年在美国（Phoenix）ASTM 召开的“室外大气腐蚀”专题会议上，侯老师做了题为“合金元素对钢的大气腐蚀的影响”的报告来阐述这一发现，并撰写论文发表在其专著中。

    目前，经济耐候钢已被钢厂纳入标准，提供给用户。根据这一概念炼制的经济耐侯钢在七个暴露点腐蚀率均低于对比用的正常普通碳钢的腐蚀率。在有二氧化硫及氯离子污染的江津、青岛，经济耐候钢的耐大气腐蚀性显著高于普通碳钢，在湿热和严重氯离子污染的万宁地区，经济耐候钢的效果更突出。

    寻找定量关系 为获得国家科技进步奖做出贡献

    在过去的年代里，人们试图得到大气腐蚀与钢的化学成分和环境因子之间的关系，特别是定量关系。为此，人们尝试了不同的腐蚀参数和不同的统计分析方法。但是这些研究都是用腐蚀失重作参数进行回归的，他们的结果可以用来比较不同钢的耐候性或比较不同环境的腐蚀性。这对耐候钢的生产者是有帮助的。对钢结构的设计者也有好处，可以避免使用耐候性差的钢种。但这些结果不能用来做钢的大气腐蚀行为的预测。

    许多研究表明，钢的大气腐蚀发展遵循幂函数曲线，即：D=At n 。在课题的研究中，侯老师首先根据所测的腐蚀数据，进行回归分析，得到不同成分的钢在不同环境的 A,n 值。然后对 A，n 值用环境因素值及已知的钢的化学成分值做变量进行统计分析得到 A 及 n 的定量表达式。

    理想的是对所有测得的环境因素值及已知的钢的化学成分值进行统计分析。但由于腐蚀的复杂性，进行这样的处理有困难。于是，侯老师根据已知的定性的影响大的环境因素和钢的化学成分选取其中主要的做变量。为了简化，他们采用线性函数进行回归。但直接回归得到结果很不理想，有的误差达到200%。因此他们采用逐步回归法来进行统计。用这种方法，他们对 17 种钢在 7 个试验站 16 年大气暴露数据进行了回归分析，得到它们的幂函数参数，然后再采用逐步回归方法，得到了化学成分及环境的气候和污染因素与幂函数参数的定量关系。有了这个定量关系，只要知道钢的化学成分和环境的主要气候和污染因素，就可以得到这个钢在这种特定环境中的腐蚀发展幂函数的参数 A,n 值，从而可以预测其腐蚀行为。

    所得到碳钢、低合金钢的腐蚀预测模型对于实际选材和工程设计是有实用价值的，是在腐蚀预测研究方面的一个突破。

    这些成果是在参加网站 20 年的工作中，和网站许多同志的合作与交流的结果，总结文章多次发表在我国学报、“Corrosion”及其他专业刊物上，并为项目获得国家科技进步奖做出贡献。

    2007 年 5 月，侯老师参加了在北京科技大学召开了北京大气腐蚀会议，会议回顾了大气腐蚀网站50年来的发展历程。侯老师从1983年到2007年，从“六五”开始，经“七五”“八五”“九五”“十五”

    期间，围绕材料环境腐蚀数据积累，他进行了一项长达 20 年之久大气长期暴露腐蚀试验。月匆匆，他从壮年迈入老年，但是他与其他十二个部门 22 个研究院所、高校 200 多位科技人员的团结协作、共同努力，取得材料在我国自然环境中的腐蚀数据 24 万 4 千多个，环境因素测定数据 30 多万个，大气环境腐蚀 20 年、海水环境腐蚀 16 年的数据；还有后来新增加的不锈钢、与有色金属在土壤中 8 年的腐蚀数据；典型材料在湿热大气、污染大气与含泥沙海水中的腐蚀数据。这些数据全部输入国家材料环境腐蚀数据总库，为数据共享和扩大应用建立了基础。据初步统计，这些用年华积累下来的材料环境腐蚀数据在国家重大工程、重点工程（如三峡工程建设）；国防建设；为研究新材料、改进生产工艺、提高材料与制品的质量，在建筑物及设备的腐蚀检测、寿命评估、维修方案的制定；为国家及行业标注的制定等方面发挥了重要的指导作用。这也是我国材料自然环境腐蚀试验站网对国家最大的贡献。

    采访中，侯老师很平静地说：“我很怀念和他们在一起的日子，也回想起一起去过的许多地方。”是的，在小麦岛的大气腐蚀试验场中，在污染严重的万宁试验场……他为我国材料自然环境腐蚀试验奉献了最好的年华，做出了有实际价值的科学研究。让我们记住那些地方，记住那些默默奉献的科研工作者！

    后记：

    侯老师虽然已经退休，但他仍心系材料自然环境腐蚀的试验，仍在为科研工作披甲铸盾，仍然在贡献自己的智慧和力量！让我们向侯老师致敬！

    ●  人物简介

    侯文泰 1967 年北京钢铁学院研究生毕业，在西宁钢厂工作 14 年。其中 198-1982 年在英国剑桥大学做访问学者，1984 年到青岛海洋腐蚀研究所。

    1985 年开始，负责“钢在大气环境中的腐蚀数据积累及基础研究”项目。取得了了 17 种普通钢和 5 种不锈钢在六种环境的 20 年大气暴露试验数据，和 11 种钢在 7 种环境 5 个周期的预测研究数据。

    发现了一些合金元素和环境因素对钢的大气腐蚀的影响的新规律。提出了“经济耐候钢”概念。提出“经济耐候钢”的方向。对国际标准 ISO-9223 确定环境的大气腐蚀性的方法提出了质疑和解决办法。

    在大气腐蚀与钢的化学成分和环境因子之间的定量关系方面，采用逐步回归方法得到钢的化学成分及环境的气候和污染因素与幂函数参数的定量关系。为项目获得国家科技进步奖做出贡献。