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铁路用Q450NQR1耐候H型钢组织性能与腐蚀行为研究
| 论文题名： | 铁路用Q450NQR1耐候H型钢组织性能与腐蚀行为研究 |
| 关键词： | 铁路用Q450NQR1;耐候H型钢;组织性能;腐蚀行为 |
| 摘要： | 随着我国铁路建设的快速发展，对铁路建设用钢的力学性能、耐大气腐蚀性能的要求也在不断提高。耐候H型钢断面设计合理、强度高、自重轻且耐大气腐蚀性能优异，在节约成本、提升性能的基础上，既缩短了施工周期又延长了使用寿命，近年来逐渐成为铁路建设用钢的重点研究对象。针对铁路建设用钢服役环境特点，本文在合理设计成分的基础上优化热轧工艺研制出了符合标准要求的Q450NQR1耐候H型钢。主要研究内容和结果如下: (1)根据性能要求及低成本思路，实验钢的成分设计以低C为基础，复合添加Cr、Ni、Cu及Nb微合金元素。通过单道次压缩实验研究了实验钢的高温变形行为，计算得到了实验钢的再结晶激活能并回归了变形抗力模型。 (2)通过热模拟实验，分析了实验钢的奥氏体连续冷却相变行为，测定了实验钢的临界相变点温度。对比实验钢的CCT曲线可知，变形会促进铁索体和珠光体转变，使整个相变区域向左上移动。 (3)通过研究奥氏体晶粒长大规律和Nb析出规律，确定了实验钢的加热温度，并利用Φ450二辊轧机进行了模拟H型钢轧制。热轧实验结果表明，终轧温度为860℃时，实验钢具有良好的强韧性匹配，屈服强度和冲击功分别为509MPa、109J。 (4)利用周期浸润腐蚀实验研究了实验钢在模拟工业大气下的腐蚀行为，结果表明，实验钢的腐蚀过程可分为两个阶段，前期快速腐蚀阶段和后期腐蚀减缓阶段。各阶段实验钢的失重率均小于对比钢，其锈层主要由Fe3O4、α-FeOOH、γ-FeOOH组成。随着腐蚀的进行，锈层中热力学稳定的球状α-FeOOH逐渐细化且接触紧密。不同腐蚀周期耐蚀元素Cu、Cr、Ni在锈层内均有明显富集。 (5)利用电化学方法对实验钢的腐蚀动力学进行了研究，并对其电化学腐蚀过程进行了建模。实验结果表明，Cr、Ni元素能够提高基体的电极电位，降低腐蚀倾向;实验钢的电化学过程受电荷转移和氧的扩散共同控制;与裸钢相比，实验钢腐蚀360h后的腐蚀速率降低了52％，锈层电阻尼从391.3Ω·cm2增加至576.5Ω·cm2，锈层对电化学腐蚀过程的阻力不断增加。 |
| 作者： | 郑立国 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 吴红艳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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