机车车辆用钢耐候性能的影响因素及机理研究

摘要

耐候钢因具有良好的耐大气腐蚀性能而成为机车车辆和铁路的主要用钢。耐候钢耐蚀主要是因为合金元素的添加,合金元素的添加,在提高耐候性的同时,也增加了钢的生产成本,故降低耐候钢生产成本首先要从合金元素入手,尤其是价格比较昂贵的 Ni元素。另外,钢中非金属夹杂物也是影响耐候钢耐蚀性能的因素之一,因此,研究合金元素调整和不同非金属夹杂物变性处理工艺对耐候钢耐蚀性能影响及机理,不仅可以为降低耐候钢生产成本,而且也能为开发高耐蚀性、低成本新型耐候钢提供理论依据和数据支持。
　　本文主要以机车车辆用09CuPCrNi、Q450NQR1耐候钢为研究对象,研究了09CuPCrNi钢降 Ni提 Si成份调整后的耐蚀性及其在不同气候环境中使用时的寿命预测、Q450NQR1耐候钢进行不同夹杂物变性处理后的耐蚀性及不同成份非金属夹杂物对耐候钢耐蚀性影响机理,主要研究进展如下:
　　09CuPCrNi耐候钢中Ni、Si含量的变化都会对其耐蚀性产生影响。Ni含量的减少稍微降低了耐候钢前期的耐蚀性能,而在腐蚀后期,由于钢中 Si含量的增加,大大改善其耐蚀性能。另外,通过实验室加速腐蚀试验数据进行拟合,预测试验钢板的实际服役寿命,发现成分调整后的试验钢完全满足实际工程要求。
　　采用稀土改性或添加 Si-Ca线对钢中夹杂物进行变性处理均会对耐候钢的耐蚀性产生影响。夹杂物变性处理明显提高了耐候钢前期的耐腐蚀性能,但是当稳定锈层形成之后,对后期的耐腐蚀性能基本没有影响;经过稀土处理后的非金属夹杂物主要为稀土氧化物和硫化物与 Al2O3的复合夹杂,添加 Si-Ca线变性后的非金属夹杂物主要为 Ca的氧化物和硫化物与Al2O3的复合夹杂,稀土和Si-Ca线处理后的非金属夹杂物在0.01 mol/L NaHSO3介质中均表现为阳极性夹杂,在腐蚀微电池中作为阳极优先溶解,钢基体作为阴极被保护起来,腐蚀速度减缓。

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第1章文献综述

1.1引言

1.2机车车辆用钢概况

1.3耐候钢概况

1.4耐候钢研究现状

1.5耐候钢的研究及实验方法

1.6本论文的研究背景、研究思路及主要研究内容

第2章合金元素调整对09CuPCrNi耐候性的影响

2.1引言

2.2实验

2.3结果与讨论

2.4试验钢室内加速腐蚀动力学行为及寿命预测

2.5本章小结

第3章夹杂物变性处理对Q450NRQ1钢耐候性的影响

3.1引言

3.2实验

3.3实验结果与分析

3.4本章小结

第4章不同夹杂物对钢基体腐蚀的作用机理研究

4.1引言

4.2实验材料及方法

4.3实验结果与讨论

4.4本章小结

第5章全文结论

致谢

参考文献

附录1攻读硕士学位期间发表的论文

附录2攻读硕士学位期间参加的科研项目