高强度耐候钢Q450NQR1的开发

摘要

现代铁路运输正向高速、重载、大运量方向发展,这对铁路货车提出了更高的要求,它应具有快速、自重轻、载重量大、抗疲劳性,耐腐蚀性。传统的货车用钢强度低(最高345MPa)、自重大、使用寿命短,已经不能适应铁路运输发展的需要,开发升级换代的高强度耐候钢货车势在必行。Q450NQR1就是在这种背景下应运而生的。
　　 开发的高强度耐候钢Q450NQR1,为Cu-Cr-Ni系,通过合理配置C、Si、Mn等元素含量,添加少量Nb、Ti微合金元素,利用控轧控冷细化晶粒,成品屈服强度超过450MPa,抗拉强度超过600MPa,断后伸长率超过21%,-40℃冲击功超过60J,力学性能符合要求。计算其耐腐蚀指数I大于6.0,J值大于1.0,均符合标准对耐候钢的要求。
　　 盐雾腐蚀试验和周期浸润腐蚀试验结果表明,高强度耐候钢Q450NQR1的耐大气腐蚀性能优于高耐候结构钢Q345GNHL和普碳钢Q235B。焊接试验结果表明,高强度耐候钢Q450NQR1焊接性能较好。
　　 对周期浸润腐蚀试验试样详细地检测分析。金相、扫描电子显微镜(SEM)检测结果显示Q450NQR1的锈层较薄,局部向基体生长,呈现絮状,嵌入基体,且跟基体结合紧密。X射线衍射分析结果表明Q450NQR1的锈层中主要是α-FeOOH,这是耐大气腐蚀性能更好的主要原因。EPMA成分扫描分析显示,对耐候性有益的元素Cu、Cr、P、Si在锈层中富集,一方面促进了结构较致密的α-FeOOH的生成,形成致密的复合羟基氧化物,成为保护层:另一方面,提高锈层和基体的结合和粘附性,防止在长时间的腐蚀中锈层剥落,从而提高了耐大气腐蚀性能。