【摘要】：耐大氣腐蝕鋼亦稱耐候鋼。隨著鐵路運輸?shù)陌l(fā)展,對鐵道車輛用鋼提出了高強和高耐候的要求。目前鐵道車輛需要的高耐候鋼材的耐腐蝕性能必須達到普通鋼材的三倍以上。鐵道車輛使用的鋼材主要有鋼板和H型鋼等結構用鋼。H型鋼由于生產(chǎn)工藝的特殊性,達到這一要求更為困難。本文以H型鋼生產(chǎn)的工藝裝備為基礎,開展了高強高耐候鋼的腐蝕性能的研究,為高強高耐候鋼的開發(fā)提供技術支撐。本文通過周期浸潤加速腐蝕與電化學實驗,并采用掃面電子顯微鏡(SEM)、X-射線衍射儀(XRD)對銹層形貌與結構進行分析,主要研究以下內容:(1)在實驗室采用電化學對不同材料的腐蝕熱力學與動力學參數(shù)進行檢測,研究合金元素與組織狀態(tài)對高強高耐候熱軋結構鋼在工業(yè)大氣中耐候性能的影響規(guī)律,并對不同材料在NaHSO_3溶液中的腐蝕機理進行探究。(2)在實驗室采用周浸快速腐蝕實驗方法,研究合金元素對耐候鋼在工業(yè)大氣環(huán)境中腐蝕性能以及宏觀腐蝕形貌的影響規(guī)律,評價不同實驗鋼的腐蝕性能;(3)在實驗室利用掃描電鏡以及XRD衍射,對實驗鋼的腐蝕產(chǎn)物演變規(guī)律、腐蝕形貌特征以及腐蝕產(chǎn)物結構進行分析,探索不同合金元素在不同腐蝕周期下銹層形貌及結構的演變規(guī)律。實驗結果表明:(1)實驗鋼裸鋼的自腐蝕電位主要受實驗鋼組織影響,晶粒粗大組織單一實驗鋼自腐蝕電位較小,初始時能增強其耐腐蝕性能;實驗鋼的阻抗隨著Cu、Cr、Ni合金元素的添加有明顯增大;同一實驗鋼隨著腐蝕時間的延長,添加合金元素Cu、Cr、Ni的實驗鋼的阻抗值穩(wěn)定增強,腐蝕銹層保護性能增強且銹層穩(wěn)定,在腐蝕后期其阻抗值增加更為明顯,銹層穩(wěn)定性增強更為顯著;(2)同一實驗鋼隨著腐蝕時間的延長,未添加Cu、Cr、Ni合金元素實驗鋼腐蝕速率呈波動狀態(tài),添加Cu、Cr、Ni合金元素后,實驗鋼腐蝕速率有趨于穩(wěn)定的趨勢;隨著腐蝕時間的延長,五種實驗鋼的銹層厚度逐漸增加,且致密性增強;(3)合金元素Cu、Cr、Ni的加入會明顯增強實驗鋼的耐腐蝕性能,實驗鋼添加Cu、Cr、Ni合金元素腐蝕速率降低到未添加的一半以下;隨著Cr含量增加,實驗鋼的腐蝕速率減小,當Cr含量為1.73%時,其腐蝕速率在不同腐蝕周期下均接近為不含Cr元素鋼的1/2,當Cr含量增加至4.5%時,其腐蝕速率接近不含Cr元素實驗鋼腐蝕速率的1/3,腐蝕速率大大降低;(4)在實驗鋼中添加Cu、Cr、Ni元素,使得銹層致密度明顯提升,銹層孔洞裂紋逐漸消失,銹層中保護性物相α-FeOOH晶體占比增加,耐腐蝕性能增加;當Cr含量為3.6%以上時,表面銹層為塊狀的Cr_2O_3和Cr(OH)_3非晶體,阻礙電化學的發(fā)生,從而保護基體,提升鋼的耐腐蝕性能。
【圖文】：

圖 1.1 2010-2015 年中國鐵路建設及固定資產(chǎn)投資情況 China Railway Construction and Investment in Fixed Assets for國內外發(fā)展歷史在使用過程中受所處環(huán)境的影響會遭到各種形式的破壞形式之一[4]。金屬腐蝕涉及的范圍十分廣泛，幾乎損耗，而且金屬腐蝕不僅會造成很多直接性的各類損能后造成更多危害的間接損失。因金屬材料的腐蝕所的，且金屬材料的腐蝕除了會損壞金屬而直接造成巨破壞了產(chǎn)品實用性能從而常常會危及人身安全，造成更生的物質對環(huán)境的破壞也是巨大的，會破壞生態(tài)平衡律及其原理，以及探究出其防護方法，減輕腐蝕所導致的意義。耐候鋼的研發(fā)也是在這一背景下所產(chǎn)生的。大氣環(huán)境中相較于普碳鋼耐腐蝕性能大大提高，同時

重載列車用高強度高耐候鋼腐蝕性能研究從而構成自催化腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生[27]。而且之后的 FeS SO42—穿過銹層到達金屬表面才能生成，這將進一步面水膜的厚度對于耐候鋼的影響也是較大的，不同的材的腐蝕造成影響外，大氣中水分的含量對鋼材的影腐蝕速率與其表面水膜厚度的關系如圖 1.2 所示。
【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG142.12;U270.41

【參考文獻】

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本文編號：2604390