【摘 要】
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本文在铁路用耐候钢Q450NQR1的基础上,添加微合金元素优化成分,改善TMCP工艺以提升实验钢的力学性能,进行模拟工业大气环境下的周期浸润腐蚀实验,从腐蚀失重、锈层性质、电化学腐蚀机理等方面研究耐候钢的耐腐蚀性。论文主要研究工作如下:（1）在Q450NQR1成分基础上进行低成本化节Ni设计,增加Nb+Ti微合金体系,通过细晶强化提升耐候钢的力学性能。通过奥氏体连续冷却相变实验得到实验钢的热膨胀曲
【基金项目】
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河北钢铁集团承德钢铁分公司与东北大学合作研发高强耐候钢项目；
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本文在铁路用耐候钢Q450NQR1的基础上,添加微合金元素优化成分,改善TMCP工艺以提升实验钢的力学性能,进行模拟工业大气环境下的周期浸润腐蚀实验,从腐蚀失重、锈层性质、电化学腐蚀机理等方面研究耐候钢的耐腐蚀性。论文主要研究工作如下:（1）在Q450NQR1成分基础上进行低成本化节Ni设计,增加Nb+Ti微合金体系,通过细晶强化提升耐候钢的力学性能。通过奥氏体连续冷却相变实验得到实验钢的热膨胀曲线并绘制静态CCT曲线,为实验钢的TMCP工艺设计提供参考。（2）设计出三组不同组织成分的实验钢,1#、3#实验钢为节Ni成分,2#为常规成分。在组织方面,1#、2#实验钢为铁素体+珠光体组织,3#为铁素体+粒状贝氏体组织。由于1#实验钢晶粒尺寸小于2#,屈服强度大于2#实验钢68MPa,断后延伸率大于2#实验钢6%。3#为铁素体+贝氏体组织,断后延伸率和低温冲击功均低于1#实验钢。（3）选用Q345B作为腐蚀实验对比钢进行模拟工业大气周期浸润腐蚀实验。实验初始腐蚀液是浓度为（1.0±0.05）× 1 0-2mol/L的NaHSO3溶液,周期设置为24h、72h、168h、240h、360h。2#实验钢组织为均匀且尺寸较大的铁素体+珠光体,耐腐蚀元素含量较高,相对腐蚀失重率在72h腐蚀周期后低于40%,锈层厚度小且稳定性高。1#实验钢采用节Ni成分设计,锈层厚度大于2#实验钢,耐腐蚀性介于2#实验钢和3#之间。3#实验钢为铁素体+贝氏体组织,晶界储存能较2#更多,耐腐蚀性稍弱于2#实验钢。（4）采用电化学方法探究耐候钢的腐蚀机理,通过分析极化曲线,裸钢的自腐蚀电位为-0.7V,此时试样极易失电子。三组耐候钢在第三周期自腐蚀电位接近0电位并保持,腐蚀倾向性下降,通过Tafel曲线拟合出腐蚀后期的自腐蚀电流大小为裸钢的1/12。电化学阻抗谱的扫描频率范围从105Hz到10-2Hz,通过对该过程施加扰动电流,测得以锈层为核心的电极体系的阻抗特性。腐蚀后期的试样电阻为裸钢的5倍,以锈层结构和Nyquist曲线为依据制作等效电路,并使用Zsimpwin软件反向计算等效电路与原阻抗谱的误差较小,验证等效电路准确高,模拟结果良好。
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