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合金元素和热处理

工艺对耐候钢耐蚀性的影响

太原铁路机械学校王英杰

【摘罗》研究了耐候钢中的合金元素和轧制后的热处理工艺对耐候钢的耐蚀性的影响规律。结果表明：提高Cu—P--Si--Mn系耐候钢中的Mn含量，将导致其耐蚀性降低；热处理工艺不同对09CuPTiMn2.5Re钢和09CuPTiMn2.0Re钢的耐蚀性有影响，但对09CuPTiRe的耐蚀性无明显影响。

主题词：耐候钢化学元素热处理耐腐蚀性影响

一、前言

耐候钢的耐蚀性以美国研制的CORT-EN钢最为优良，其耐蚀性要比普通钢高出4~5倍，比含Cu钢高出1～2倍。这类钢在试验过程中一开始虽会出现严重的表面腐蚀现象，但在试验一年后，腐蚀过程便几乎停止。

耐候钢耐蚀的主要原因，在于钢中含有

增加耐蚀性的合金元素铜、磷等。铜对耐候

收稿日期：1991—10—05

钢的耐蚀性影响最为显著,因而铜是耐候钢的必要成分。铜含量控制在0.1%～0.4%时，即能取得较好的耐蚀性；铜含量过高，不但不会再增加钢的耐蚀性，而且还会产生热脆性。P、Cr也是对钢的耐蚀性贡献较大的元素。耐候钢之所以具有耐蚀性，关键在于它在大气腐蚀条件下，生成了致密的稳定锈层，在该锈层的下层，铜、硅、铬产生浓缩，生成非晶质尖晶石型氧化铁覆盖在钢的基体上，阻止了以后水和氧的渗透，从而保护了钢的基体免遭腐蚀。

下，含少量钼铜的球铁正火处理的高温疲劳强度比原材质调质处理的可分别提高24.7%(375℃试验温度)和31.6%(500℃试验温度)。作为疲劳裂纹不扩展的门槛值△kth,就是在未经铁素体化处理的条件下，前者也比原材质调质处理的高11.5%。

高温疲劳强度和高温疲劳门槛值的测定结果说明，珠光体基体球铁具有比回火索氏体基体球铁高得多的热稳定性能，这为克服球铁活塞在长期高温承载情况下W顶端面

因基体铁素体而导致的早期裂纹提供了保证。

(3)含少量钼铜的球铁正火处理后，使球铁活塞出现的水平筋裂纹率由原材质调质处理的x=11.5%降低至x=0%,从而根治了自球铁活塞生产以来一直相伴随的水平筋裂纹问题。

(4)正火处理工艺简单，避免了调质处理过程中产生的大量油烟对车间环境的污染。

《机车车辆工艺》1992年第1期11

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我国常用的耐候钢，有09CuPTiRe、08CuP和仿CORTEN等。其供货状态通常分热轧和冷轧两种，主要供应石油和铁路部门使用，如用于石油管道、铁道车辆的外壳等。使用时耐候钢一般不再进行热处理。由于我国矿产资源中铬元素缺乏，而锰元素丰富，因此开发应用适合我国资源条件的Cu—P-Si—Mn系耐候钢是很有经济价值的。目前国内外对于以锰代镍、铬的耐候钢中合金元素及其热处理工艺对耐做性的影响缺少研究，从而限制了该种耐候钢在

其他方面的应用。为此，研究了合金元素和热处理工艺对耐候钢耐蚀性的影响规律。为缩短试验时间，在进行腐蚀试验时，未采用屋外暴露试验法，而采用了加速腐蚀试验法。

二。试验材料和方法

试验材料为09CuPTiMn2.5Re(以下称1#钢)、09CuPTiMn2.0Re(以下称2#钢)和09CuPTiRe(以下称3#钢)。

试验材料的化学成分和临界点表1

钢号

C

化Si

学Mn

成Cu

分P

Ti

(%)S

Re

临界Ac1

点(℃)Aca

1#

0.11

0.59

2.52

0.36

0.100

0.03

0.003

微量

675

888

2#

0.11

0.59

2.07

0.36

0.097

0.03

0.004

微量

680

900

3#

0.10

0.40

0.37

0.32

0.092

0.03

0.021

0.15

720

920

试样的热处理工艺表2

热

工艺编号钢号

预处理工艺

处

理终

处

工

理

艺

工艺

1-1

1-2

1-3

1#,2#

1100℃×1h空冷+940℃×10min空冷

700℃×2h水冷

700