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355MPa耐候钢中Cu、Cr和P元素的作用
| 论文题名： | 355MPa耐候钢中Cu、Cr和P元素的作用 |
| 关键词： | 耐候钢;合金元素;力学性能;动车组转向架 |
| 摘要： | 近年来，国民经济取得了长足的进步，高速铁路建设也在蓬勃发展。目前，多条设计时速为350 km/h的客运专线正在建设之中。CRH3型动车作为高速运载的主力车型，尽管主要部件的制造及整车的组装都是由国内企业自行完成的，但是一些关键技术，特别是动车组转向架中一些关键的金属材料及部件，如构架板材等至今全部依赖进口。CRH3型动车组转向架构架板材采用的是355 MPa级的低合金耐候钢(S355J2W)，本文以进口的耐候钢为基础，研究了Cu、Cr以及P等合金元素对微观组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响，以确定适合国内工厂生产的耐候钢成分范围，为国产化钢板的采购技术条件的制定提供实验依据。研究所获主要成果如下: 1.S355J2W热轧钢板主要含有C、Mn、Cu、Cr、S、P、Si、Al、Nb等元素，S含量较低，冶金质量较高。室温下为珠光体+铁素体组织，平均晶粒直径约20μm，屈服强度为375MPa，延伸率为35％，韧脆转变温度为-40℃，周期浸润腐蚀失重率为1.34g/m2·h。所有性能指标均满足欧洲标准EN10025-5的规定。 2.S355J2W钢板经正火处理后，合金的物理屈服消失，力学性能急剧下降。电子探针分析表明，先共析铁素体内C原子的局部匮乏是物理屈服消失主要原因。经过低温退火处理，合金的物理屈服重新出现。通过不同温度的热处理，发现合金的最佳处理温度为550-680℃。该热处理制度同样适用于本研究试制合金轧后热处理。 3.试制合金室温下为珠光体+铁素体组织，晶粒度在8级以上。Cu含量较低时，合金的屈服强度低于355 MPa;随Cu、Cr和P含量的增加，试制合金的屈服强度均高于355 MPa，同时具有优良的冲击性能及弯曲性能，力学性能达到了进口S355J2W热轧钢板的水平。 4.不同Cu、Cr和P含量的试制合金耐腐蚀研究发现，单独增加Cr含量或控制P含量并没有显著提高材料的耐腐蚀性能，而Cu含量的增加明显降低了合金的腐蚀失重率。Cu和Cr同时在腐蚀锈层内富集，生成复杂氧化物，增强了锈层的保护作用，由此提高了合金的耐腐蚀性能。 5.根据本研究，并参照相关标准，初步确定国产355MPa级耐候钢的成分范围为:Cu:0.28-0.33％, Cr:0.40-0.85％, P≤0.03％。 |
| 作者： | 封辉 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 王磊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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