張宇，鄭凱鋒，衡俊霖，馮霄暘，王亞偉

(西南交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，成都 610031)

鋼材的腐蝕會削弱鋼結(jié)構(gòu)的截面，降低結(jié)構(gòu)承載能力。為了防止鋼材的腐蝕，需要定期進行維護和維修工作；因腐蝕而失效的鋼結(jié)構(gòu)會直接導(dǎo)致大量的經(jīng)濟損失。據(jù)統(tǒng)計，全球每年因腐蝕而損失的鋼鐵約為1.3億t[1]；中國每年金屬腐蝕導(dǎo)致的損失約占GDP的4%[2]。橋梁分布于各種氣候環(huán)境中，面對著各種腐蝕環(huán)境和腐蝕性的污染物。對于鋼橋，涂裝可以在一定期限內(nèi)保護鋼材不腐蝕，中國公路行業(yè)規(guī)范[3]規(guī)定，長效型涂裝的期限上限為25 a，因此，鋼橋全壽命周期內(nèi)至少需要涂裝4次。涂裝材料中包含大量有機物，對環(huán)境有較強的污染，特別是在后期的涂裝過程中。免涂裝耐候鋼橋梁在一定程度上解決了鋼橋涂裝問題，不僅節(jié)省了建造過程的工期和成本，還節(jié)省了后期維護成本。在不使用涂裝或者局部使用涂裝的基礎(chǔ)上，能夠較大地保護橋址處的環(huán)境。

耐候鋼出現(xiàn)于20世紀30年代，通過在鋼材中增加Cu等元素的含量提高其抗腐蝕性能。耐候鋼與普通結(jié)構(gòu)鋼的區(qū)別在于，耐候鋼腐蝕后會在其表面形成一層致密穩(wěn)定的銹蝕層，阻止了鋼材的進一步腐蝕。1964年，美國建成了第一座免涂裝耐候鋼橋，隨后，日本、歐洲各國也開始陸續(xù)使用免涂裝耐候鋼橋。截止目前，發(fā)達國家耐候鋼橋在鋼橋中占有不小的比重，成為了鋼橋發(fā)展的重要標(biāo)志。耐候鋼橋梁在中國起步較晚，中國第一座耐候鋼橋建成于1992年。到目前為止，中國耐候鋼橋仍然處于萌芽階段，具有較大的發(fā)展前景[4]。1992年，美國開始研制高性能鋼，在耐候鋼的基礎(chǔ)上提高了鋼材屈服強度、焊接性能和抗腐蝕性能，第一座高性能鋼橋于1997年在美國建成[5-6]。

鋼材疲勞是由于初始缺陷的存在，在低于鋼材屈服強度的循環(huán)應(yīng)力(包含拉應(yīng)力)作用下發(fā)生斷裂。因此，鋼橋在長期循環(huán)荷載作用下，部分構(gòu)件受到包含拉應(yīng)力的循環(huán)應(yīng)力，在設(shè)計基準期內(nèi)可能發(fā)生疲勞開裂甚至失效。鋼材腐蝕過程中不僅截面厚度會削減，還會在其表面產(chǎn)生蝕坑，增加其粗糙度，且粗糙度大于鋼材軋制表面。Jones[7]的研究表明，鋼材表面的不連續(xù)(蝕坑)會導(dǎo)致疲勞性能削減，坑蝕往往是疲勞裂紋萌生的位置。Kunz等[8]對自然腐蝕的Atmofix 52耐候鋼進行疲勞試驗，結(jié)果表明，腐蝕后的耐候鋼疲勞強度大幅度降低。Albrecht等[9]對加速腐蝕后的A588鋼梁進行疲勞試驗，結(jié)果表明，腐蝕后的鋼梁疲勞性能大幅降低，腐蝕可以導(dǎo)致鋼材疲勞強度降低到與焊縫細節(jié)相當(dāng)。大量試驗表明，腐蝕后鋼材表面粗糙度增加，局部應(yīng)力水平增加，導(dǎo)致其疲勞強度降低，從而嚴重降低免涂裝耐候鋼橋的疲勞壽命。

通過介紹免涂裝耐候鋼的腐蝕種類，闡述均勻腐蝕和坑蝕對免涂裝耐候鋼橋梁結(jié)構(gòu)的影響。通過總結(jié)前人對耐候鋼的腐蝕疲勞試驗結(jié)果，分析腐蝕環(huán)境中影響疲勞強度的因素。筆者對在中性鹽霧干/濕循環(huán)腐蝕后的HPS 485W和Q345CNH鋼(下文簡稱兩種鋼材)進行疲勞試驗，分析和研究腐蝕環(huán)境對兩種鋼材疲勞強度的削減程度。

1 耐候鋼的腐蝕疲勞性能

1.1 耐候鋼的均勻腐蝕和坑蝕

均勻腐蝕是在腐蝕環(huán)境中鋼材表面受到均勻侵蝕的現(xiàn)象，會導(dǎo)致鋼材等效厚度減小，從而影響構(gòu)件整體應(yīng)力水平?？游g是一種自催化過程，在鋼材腐蝕過程中與均勻腐蝕同時進行。Zaya[10]的研究表明，由于銹蝕層的破裂，腐蝕性物質(zhì)通過銹層裂縫到達鋼材表面，導(dǎo)致銹層下鋼材局部銹蝕。Bhandari等[11]模擬研究了結(jié)構(gòu)坑蝕，研究表明，坑蝕過程分為4個階段：銹蝕層形成、銹蝕層破裂、蝕坑萌生和蝕坑發(fā)展，坑蝕的影響因素包括物理因素(溫度、pH值、鹽份、水深、周期水流等)、化學(xué)因素(Cl離子、含氧量、CO2等)、生物因素(細菌、污染、植物等)、冶金因素(合金含量、鋼材種類、表面粗糙度、制造工藝等)。與均勻腐蝕相比，坑蝕增加了鋼材表面粗糙度，導(dǎo)致表面局部應(yīng)力增大，是最具危害性的一種腐蝕類型。

坑蝕不僅會導(dǎo)致平面方向的腐蝕，還會導(dǎo)致深度方向的腐蝕，其中，深度方向的腐蝕對于鋼材的危害更大。Kondo[12]通過試驗研究得到了鋼材的坑蝕深度增長與腐蝕時間的指數(shù)關(guān)系，表明腐蝕作用會降低鋼材疲勞性能。類似的指數(shù)關(guān)系也由Ishihara等[13]通過對鋁合金的研究得到。通過對電化學(xué)腐蝕的研究，Huang等[14]將法拉第定理用于坑蝕過程的評估，該方法不僅考慮了材料本身的特性，還考慮了腐蝕環(huán)境的影響，能夠更全面地對坑蝕過程進行評估?？紤]到坑蝕深度為影響疲勞性能的關(guān)鍵因素，實驗中通過深度來描述其程度。

綜上所述，坑蝕的程度受材料特性和腐蝕環(huán)境影響，坑蝕對于金屬材料疲勞強度有影響，疲勞因素常為橋梁設(shè)計的控制因素，因此，坑蝕過程評估非常關(guān)鍵。

1.2 腐蝕作用降低耐候鋼疲勞強度

20世紀80年代，橋梁領(lǐng)域逐步開始研究腐蝕對疲勞強度的影響。Albrecht等[15-17]采用大量長期腐蝕后的耐候鋼和普通結(jié)構(gòu)鋼進行疲勞試驗，結(jié)果表明，疲勞構(gòu)造細節(jié)等級越高，腐蝕作用對疲勞強度的削減越大，且腐蝕作用對耐候鋼和普通結(jié)構(gòu)鋼疲勞強度的削減效果類似。Novak[18]對A36、A588和A517鋼的缺口試件進行鹽水腐蝕疲勞試驗，結(jié)果表明，幾種鋼材均無明顯的疲勞門檻值，幾種鋼材缺口部位300萬次循環(huán)的名義疲勞強度均為68 MPa，與無腐蝕狀態(tài)相比，腐蝕狀態(tài)下A36、A588和A517鋼疲勞強度的削減分別為54%、62%和72%。對于免涂裝耐候鋼橋梁，橋梁建成前已經(jīng)開始銹蝕，建成后荷載和腐蝕同時作用于橋梁，因此，腐蝕疲勞試驗?zāi)軌蚋鎸嵉胤磻?yīng)實際情況。Albrecht等[17,19]對腐蝕數(shù)年后的A588鋼梁進行腐蝕過程中的疲勞試驗，結(jié)果表明，與未腐蝕的鋼梁相比，疲勞細節(jié)A的疲勞強度削減了71%，疲勞細節(jié)B的疲勞強度削減了56%，疲勞細節(jié)C的疲勞強度削減了33%。

以上研究結(jié)果證明了腐蝕作用對于耐候鋼疲勞性能的削減，疲勞細節(jié)等級越高，疲勞作用對疲勞強度的削減越嚴重，這為耐候鋼腐蝕疲勞性能評估奠定了基礎(chǔ)。

1.3 規(guī)范對耐候鋼疲勞性能的規(guī)定

疲勞驗算常為鋼橋設(shè)計的控制指標(biāo)，鋼材的疲勞強度直接影響橋梁的疲勞性能。筆者研究的兩種鋼材均為橋梁用鋼，當(dāng)用于耐候鋼橋梁時，需要考慮其在腐蝕環(huán)境中的疲勞性能。

針對免涂裝耐候鋼橋的疲勞設(shè)計，《耐候鋼橋梁設(shè)計應(yīng)用指南》[20]推薦在ISO 9223[21]規(guī)定的C3和C4腐蝕環(huán)境等級中削減疲勞強度百分比，如表1所示，并且指出，確定耐候鋼疲勞強度的數(shù)據(jù)包括腐蝕后的疲勞壽命。

表1 指南推薦的免涂裝耐候鋼疲勞強度降低百分比Table 1 Recommended reduction percentage in fatigue strength for uncoated weathering steel by guildeline

現(xiàn)行橋梁規(guī)范考慮了腐蝕對耐候鋼疲勞強度的折減，各規(guī)范中考慮的折減程度有一定差別。歐洲規(guī)范疲勞細節(jié)表中規(guī)定：采用1～5疲勞細節(jié)的耐候鋼疲勞細節(jié)降低一級，2×106次循環(huán)荷載的疲勞強度削減幅度為10.7%～20%[22]。美國AASHTO規(guī)范規(guī)定：與普通涂裝鋼橋不同，免涂裝耐候鋼母材疲勞細節(jié)為細節(jié)B，與涂裝鋼材母材相比，免涂裝耐候鋼疲勞門檻值降低了33.3%[23]。中國鐵路鋼橋規(guī)范[24]未對耐候鋼的疲勞性能進行特殊規(guī)定。中國公路鋼橋規(guī)范[25]僅在附錄C疲勞細節(jié)中規(guī)定：如果采用耐候鋼制造，1～5疲勞細節(jié)降低一個等級，免涂裝耐候鋼疲勞強度削減與歐洲規(guī)范相同。與耐候鋼腐蝕疲勞試驗結(jié)果相比，現(xiàn)行規(guī)范對免涂裝耐候鋼疲勞強度的削減較小，需要進一步研究和驗證。

2 兩種鋼材試件及其加速腐蝕試驗

2.1 材料和試件

試驗采用Q345CNH和HPS 485W耐候鋼進行腐蝕后/未腐蝕的疲勞試驗，其元素含量如表2所示。Q345CNH的屈服強度為345 MPa，極限拉伸強度為490 MPa；HPS 485W的屈服強度為485 MPa，極限拉伸強度為730 MPa。試件鋼板厚度為12 mm，采用線切割進行加工，試件表面拋光打磨處理，試件加工尺寸如圖2所示，試件腐蝕前如圖3所示。Q345CNH試件共計10個，記為“W-SPE1-X”，其中“X”為試件序號，HPS 485W試件共計10個，記為“SPE1-X”。

表2 HPS 485W和Q345CNH鋼元素含量Table 2 Element component of HPS 485W and Q345CNH steel %

圖2 試件加工尺寸(單位：mm)Fig.2 Geometry of specimen (units:mm)

圖3 腐蝕前試件Fig.3 Uncorroded specimen

2.2 加速腐蝕試驗

根據(jù)ISO 14993[26]，腐蝕試驗采用中性鹽霧干/濕交替加速方式進行腐蝕。試驗采用鹽霧腐蝕箱型號為YWX-750，容積750 L，噴霧壓力設(shè)置為110 kPa，環(huán)境溫度為35 °C，如圖4所示。試驗采用的腐蝕溶液為質(zhì)量百分數(shù)5%的NaCl溶液，pH值為6.5。腐蝕溶液采用蒸餾水和高純度NaCl進行配制；通過電子pH測試儀進行溶液pH值測定；當(dāng)溶液pH值不為6.5時，采用NaOH顆粒和HCl溶液控制pH值。

圖4 鹽霧腐蝕箱Fig.4 Salt spraying corrosion box

參考ISO 14993[26]，腐蝕試驗中一個腐蝕周期包括4 h腐蝕溶液噴霧狀態(tài)和4 h停噴狀態(tài)，一個周期合計8 h；為保證腐蝕效果，試驗共腐蝕120個周期(40 d)。為保證試件夾持段不會因腐蝕而破壞，并方便疲勞試驗安裝，腐蝕試驗前用保鮮膜和透明膠對試件夾持段進行密封。試件在腐蝕箱中并排放置，試件之間保留一定間隙，并與水平方向呈30°。其中，Q345CNH和HPS 485W均包含腐蝕試件10個，共計20個腐蝕試件。腐蝕前后的試件如圖5所示。

圖5 腐蝕試件Fig.5 Specimens for corrosion

3 兩種鋼材腐蝕后的疲勞試驗

3.1 疲勞試驗

疲勞試驗采用QBG-350高頻疲勞試驗機，該疲勞試驗機最高噸位為350 kN，加載頻率為100 Hz，且試驗頻率受試件剛度影響，動荷載為正弦加載，如圖6所示。

圖6 高頻疲勞試驗機Fig.6 High frequncy fatigue tester

對于腐蝕后的試件，試驗前將兩端用于密封的保鮮膜去除，并打磨夾持段局部銹蝕部位，如圖7所示。試驗加載應(yīng)力比R=0.09，荷載幅范圍為85.3～128.0 kN，各試件加載荷載幅及其應(yīng)力幅如表3所示。試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加載頻率降低0.7 Hz時，裂紋萌生約5 mm，裂紋繼續(xù)擴展至貫穿1/3橫截面所需加載循環(huán)次數(shù)在104次以內(nèi)，并以裂紋貫穿至1/3橫截面作為試件疲勞壽命。此外，若荷載循環(huán)次數(shù)超過107次仍未破壞停止試驗。

圖7 腐蝕前后的試件Fig.7 Uncorroded/corroded specimen

表3 兩種鋼材加載荷載幅及其應(yīng)力幅Table 3 Load range and its stress range of the two kinds of steel

續(xù)表3

3.2 疲勞試驗結(jié)果匯總

經(jīng)過120個周期(40 d)干/濕加速腐蝕試驗后，兩種鋼材試件的名義應(yīng)力幅(Δσ)和疲勞壽命(N)結(jié)果如圖8和圖9所示，其中，疲勞壽命取以10為底的對數(shù)坐標(biāo)。文獻[27]中拋光打磨后未腐蝕的兩種鋼材疲勞試驗結(jié)果也加入到圖8和圖9進行對比。

圖8 HPS 485W試件疲勞試驗結(jié)果Fig.8 Fatigue result of HPS 485W specimens

圖9 Q345CNH鋼試件疲勞試驗結(jié)果Fig.9 Fatigue result of Q345CNH specimens

試驗結(jié)果表明，拋光打磨后未腐蝕的試件具有很高的疲勞強度，兩種鋼材在300 MPa應(yīng)力幅作用下沒有發(fā)生疲勞破壞，兩種鋼材各有兩個試件未破壞；腐蝕后的兩種鋼材試件疲勞強度顯著降低，在107次177.8 MPa應(yīng)力幅作用下均未發(fā)生疲勞破壞，其中，2個HPS 485W試件未破壞，3個Q345CNH試件未破壞；此外，與未腐蝕的試件相比，經(jīng)過腐蝕后鋼材疲勞性能大幅降低，但其試驗數(shù)據(jù)離散性更小。

4 兩種鋼材腐蝕后的疲勞S-N線分析

4.1 腐蝕后的S-N線分析

根據(jù)腐蝕后試件的疲勞試驗數(shù)據(jù)，HPS 485W和Q345CNH鋼腐蝕后的S-N線可分別表示為式(1)和式(2)，兩種鋼材腐蝕后的S-N線如圖10所示，HPS 485W和Q345CNH鋼S-N線斜率分別為m=8.453 1和m=9.074 4。

lgN=25.940 8-8.453 1lgΔσ

(1)

lgN=27.271 3-9.074 4lgΔσ

(2)

對于同種鋼材，未腐蝕試件的S-N線斜率值與腐蝕后試件相同，結(jié)合前期疲勞試驗結(jié)果[27]，采用其最低點作為未腐蝕試件的S-N線，即未腐蝕的HPS 485W和Q345CNH鋼S-N線分別為

lgN=27.135 0-8.453 1lgΔσ

(3)

lgN=28.488 0-9.074 4lgΔσ

(4)

圖10 兩種鋼材腐蝕后的S-N線Fig.10 S-N curve of two kinds of corroded steel

分析結(jié)果表明，腐蝕對耐候鋼和高性能鋼疲勞強度的降低效果顯著；未腐蝕的HPS 485W和Q345CNH鋼2×106循環(huán)荷載的疲勞強度分別為291.5、278.6 MPa，兩種鋼材的疲勞性能基本相同；經(jīng)過120個周期干/濕循環(huán)鹽霧腐蝕后，HPS 485W和Q345CNH鋼2×106循環(huán)荷載的疲勞強度分別為210.6、204.6 MPa，與未腐蝕試件相比，降低了27.8%和26.6%；腐蝕前后，HPS 485W鋼2×106循環(huán)荷載的疲勞強度均略高于Q345CNH鋼，腐蝕作用對兩種鋼材疲勞強度削減效果接近。

4.2 考慮95%保證率的S-N線分析

根據(jù)Hobbacher[28]的推薦，采用考慮95%保證率的S-N線確定方法，對兩種鋼材腐蝕后的S-N線進行分析。其中，兩種鋼材破壞的試件數(shù)量小于10，取m=3；根據(jù)各組應(yīng)力幅及其對應(yīng)疲勞壽命計算lgC，且計算其平均值(xm)和標(biāo)準差(stdv)；通過式(5)得到HPS 485W和Q345CNH鋼的k值分別為2.227和2.267，其值與試件數(shù)量有關(guān)(n)。根據(jù)式(6)得到兩種鋼材概論化后的lgC值。

(5)

lgC=xm-k·stdv

(6)

腐蝕后HPS 485W設(shè)計的S-N線如圖11所示；未腐蝕和腐蝕后Q345CNH鋼試件的S-N線如圖12所示。對前期研究得到的未腐蝕的疲勞數(shù)據(jù)進行以上處理，分析未腐蝕兩種鋼材的S-N線，分別添加到圖11和圖12作為對比；其中，未腐蝕HPS 485W和Q345CNH鋼2×106循環(huán)荷載的疲勞強度分別為180.0、204.0 MPa，均高于FAT 160疲勞細節(jié)[27]。

圖11 腐蝕前后HPS 485W的S-N線(95%保證率)Fig.11 S-N curve of HPS 485(survival probability of 95%)

圖12 腐蝕前后Q345CNH鋼腐蝕后的S-N線 (95%保證率)Fig.12 S-N curve of Q345CNH steel(survival probability of 95%)

5 兩種鋼材腐蝕后疲勞試驗中的銹層脫落和裂紋萌生

5.1 兩種鋼材腐蝕后疲勞試驗中的銹層脫落

疲勞試驗中，加載腐蝕后試件的表面銹蝕層在222.2 MPa以及更低應(yīng)力幅作用下未發(fā)生破裂；高性能鋼試件疲勞裂紋萌生時，銹蝕層發(fā)生局部破裂，如圖13(a)、(b)所示，耐候鋼試件如圖14(a)所示。當(dāng)加載應(yīng)力幅高于222.2 MPa時，表面銹層在短時間內(nèi)(104次荷載循環(huán)內(nèi))發(fā)生大面積破損和脫落，直至完全脫落，高性能鋼如圖13(c)所示，耐候鋼如圖14(b)所示。

圖13 HPS 485W鋼銹蝕層破損情況Fig.13 Broken condition of rust layer of HPS 485W

該現(xiàn)象表明，兩種鋼材在Cl離子環(huán)境中形成的銹蝕層具有一定的強度；在高于222.2 MPa應(yīng)力幅(最大應(yīng)力244.4 MPa)作用下銹蝕層不會破裂。Bhandaril等[11]在對坑蝕的研究中發(fā)現(xiàn)，銹層破裂是導(dǎo)致坑蝕形成的重要因素，蝕坑的尺寸影響疲勞壽命。EL may等[30]在腐蝕疲勞分析中考慮了銹層破裂的壽命，同樣表明銹層對腐蝕疲勞壽命有很大的影響。因此，銹層發(fā)生破裂，不僅會加速坑蝕過程，銹蝕層脫落后會增大鋼材應(yīng)力水平，導(dǎo)致未考慮保證率的情況下S-N線m值大于3。

5.2 兩種鋼材腐蝕后疲勞試驗中裂紋萌生

所有腐蝕后試件的疲勞裂紋均萌生于表面坑蝕缺陷，如圖15所示。圖15 (a)為HPS 485W試件正面，試驗過程中發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋萌生于圖中標(biāo)記部位蝕坑處，并沿箭頭方向擴展；圖15(b)為HPS 485W試件斷面，疲勞裂紋萌生于試件側(cè)面蝕坑處，且蝕坑尺寸均大于周圍蝕坑尺寸。圖16(a)、(b)為Q345CNH耐候鋼試驗過程中發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋萌生于圖中標(biāo)記蝕坑處，并沿箭頭方向擴展。

圖15 不同腐蝕試件疲勞裂紋萌生Fig.15 Initiation of fatigue crack of different corroded specimen

圖16 不同腐蝕試件疲勞裂紋萌生 Fig.16 Initiation of fatigue crack of different corroded specimen

該現(xiàn)象表明，腐蝕后耐候鋼的疲勞裂紋均萌生于蝕坑，且萌生裂紋蝕坑的尺寸均大于附近蝕坑尺寸，與Kunz等[8]的研究結(jié)論相同。

6 結(jié)論

在總結(jié)腐蝕疲勞試驗成果的基礎(chǔ)上，對鋼材的腐蝕疲勞性能及腐蝕后的HPS 485W和Q345CNH鋼試件進行疲勞試驗，研究鹽霧環(huán)境對兩種鋼材疲勞強度的影響，得到以下結(jié)論：

1)腐蝕對鋼材的疲勞強度有削減作用，且疲勞細節(jié)等級越高，腐蝕作用對疲勞強度削減越嚴重；腐蝕環(huán)境、腐蝕時間和應(yīng)力狀態(tài)會影響疲勞強度的削減程度；與試驗研究相比，現(xiàn)行規(guī)范對免涂裝耐候鋼疲勞強度的削減較小，需要進一步研究和驗證。

2)經(jīng)過120周期干/濕循環(huán)鹽霧腐蝕，試件表面形成了穩(wěn)定的銹蝕層，并且兩種鋼材均具有較好的抗腐蝕性能；與前期研究相比[27]，腐蝕后的兩種鋼材數(shù)據(jù)離散性明顯降低，表明腐蝕作用對耐候鋼疲勞性能削減的規(guī)律性更強。

3)與前期研究相比[27]，在不考慮保證率的情況下，腐蝕后HPS 485W和Q345CNH鋼試件2×106循環(huán)荷載的疲勞強度分別降低了27.8%和26.6%，兩種鋼材疲勞性能基本類似；其降低百分比與《耐候鋼橋梁設(shè)計應(yīng)用指南》[20]中推薦C3環(huán)境中的B類細節(jié)和C4環(huán)境中的C類細節(jié)類似。

4)與前期研究相比[27]，考慮95%保證率時，腐蝕后耐候鋼和高性能鋼2×106次荷載循環(huán)的疲勞強度分別為117.6、97.6 MPa，分別降低了34.7%和50.1%，大于中國公路規(guī)范[25]的規(guī)定，并且低于FAT 125要求；HPS 485W疲勞強度降低率低于Q345CNH鋼，具有更好的抗腐蝕疲勞性能。

5)在鹽霧環(huán)境中，無應(yīng)力狀態(tài)耐候鋼表面能夠形成致密銹和穩(wěn)定銹蝕層，應(yīng)力幅小于222.2 MPa (最大應(yīng)力244.4 MPa)時，銹蝕層只在開裂前發(fā)生局部開裂和脫落；當(dāng)試件應(yīng)力高于244.4 MPa時，銹蝕層在104次循環(huán)荷載內(nèi)全部脫落，表明銹蝕層具有一定強度，在較低應(yīng)力作用時能夠一定程度降低試件母材部分的應(yīng)力。兩種鋼材試件腐蝕后的疲勞裂紋均萌生于蝕坑部位，表明坑蝕是降低疲勞強度的重要因素。

需要針對更多腐蝕環(huán)境開展各疲勞細節(jié)耐候鋼腐蝕后的疲勞試驗，此外，加速腐蝕試驗需要與自然腐蝕試驗結(jié)果進行對比。與未腐蝕狀態(tài)相比，腐蝕后構(gòu)件的疲勞強度會大幅降低；在實際免涂裝耐候鋼橋疲勞驗算中，需基于目前鋼橋設(shè)計規(guī)范，降低各構(gòu)件對應(yīng)疲勞細節(jié)的疲勞強度。