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你知道为什么铁路上的货车使用耐候钢吗?

来源: | 发布时间:2019-8-29 11:06:21 | 作者编辑:
耐候钢具有抗大气腐蚀的能力,是因为合金元素在钢基体表面上形成了一层保护膜,降低了锈层的导电能力,阻碍了腐蚀产物的快速生长。可提高钢耐大气腐蚀能力的合金元素具有以下条件:一是在铁中的溶解度大于在锈层中的溶解度;二是可以与铁形成固溶体;三是可提高钢的电极电位。
耐候钢
合金元素对耐大气腐蚀能力的影响如下:

碳元素对钢耐大气腐蚀能力不利。降低钢中碳含量,以减少碳化物的析出,可以防止形成原电池。通常,耐候钢中碳含量被控制在0.12%以下。

当钢中加入铜含量0.2%~0.4%时,能提高钢的耐腐蚀性。

磷是提高钢耐腐蚀性最有效的元素之一。磷在钢中能均匀溶解,有助于形成致密的保护膜。通常钢中磷含量在0.08%~0.15%时,耐腐蚀性最佳。

铬能在钢表面形成致密的氧化膜,提高钢的钝化能力,减缓锈层生长速度。通常,耐候钢中铬含量0.4%~1.0%。

镍是比较稳定的元素,加入镍能使钢的自腐蚀电位向正方向变化,增加了钢的稳定性。

稀土元素(RE)可细化晶粒,改变钢中夹杂物状态,减少有害夹杂物数量,降低腐蚀源点,从而提高钢的抗大气腐蚀性能。

电化学腐蚀有四个必要条件:阳极、阴极、电介质和电流回路,除去或改变任何一个条件即可阻止或减缓腐蚀的进行[2]。耐候钢与普通碳素钢相比,是在钢中加入少量Cu、P、Cr、Ni等合金元素,使其在锈层和基体之间形成一层约50~100μm厚的致密且与基体金属粘附性好的非晶态尖晶石型氧化物层。这层致密氧化物膜,阻止了大气中氧和水向钢铁基体渗入,减缓了锈蚀向钢铁材料纵深发展,从而大大提高了钢铁材料的耐大气腐蚀能力[3]。Q450NQR1等高强度耐候钢加入了与传统耐候钢相当或更多的耐候性元素,保证其具有高耐候特性。

耐大气腐蚀钢和高强度耐候钢的耐腐蚀性能须符合下表要求。从相对腐蚀速率看,耐候钢的耐腐蚀性一般是普通碳素结构钢的2倍左右。铁路货车采用耐候钢,加上表面处理、涂料保护以及涂装条件的改善,实际使用寿命相对原普通碳钢来说有了明显的延长。
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