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你知道為什么鐵路上的貨車使用耐候鋼嗎?

來源: | 發布時間:2019-8-29 11:06:21 | 作者編輯:
耐候鋼具有抗大氣腐蝕的能力,是因為合金元素在鋼基體表面上形成了一層保護膜,降低了銹層的導電能力,阻礙了腐蝕產物的快速生長。可提高鋼耐大氣腐蝕能力的合金元素具有以下條件:一是在鐵中的溶解度大于在銹層中的溶解度;二是可以與鐵形成固溶體;三是可提高鋼的電極電位。
耐候鋼
合金元素對耐大氣腐蝕能力的影響如下:

碳元素對鋼耐大氣腐蝕能力不利。降低鋼中碳含量,以減少碳化物的析出,可以防止形成原電池。通常,耐候鋼中碳含量被控制在0.12%以下。

當鋼中加入銅含量0.2%~0.4%時,能提高鋼的耐腐蝕性。

磷是提高鋼耐腐蝕性最有效的元素之一。磷在鋼中能均勻溶解,有助于形成致密的保護膜。通常鋼中磷含量在0.08%~0.15%時,耐腐蝕性最佳。

鉻能在鋼表面形成致密的氧化膜,提高鋼的鈍化能力,減緩銹層生長速度。通常,耐候鋼中鉻含量0.4%~1.0%。

鎳是比較穩定的元素,加入鎳能使鋼的自腐蝕電位向正方向變化,增加了鋼的穩定性。

稀土元素(RE)可細化晶粒,改變鋼中夾雜物狀態,減少有害夾雜物數量,降低腐蝕源點,從而提高鋼的抗大氣腐蝕性能。

電化學腐蝕有四個必要條件:陽極、陰極、電介質和電流回路,除去或改變任何一個條件即可阻止或減緩腐蝕的進行[2]。耐候鋼與普通碳素鋼相比,是在鋼中加入少量Cu、P、Cr、Ni等合金元素,使其在銹層和基體之間形成一層約50~100μm厚的致密且與基體金屬粘附性好的非晶態尖晶石型氧化物層。這層致密氧化物膜,阻止了大氣中氧和水向鋼鐵基體滲入,減緩了銹蝕向鋼鐵材料縱深發展,從而大大提高了鋼鐵材料的耐大氣腐蝕能力[3]。Q450NQR1等高強度耐候鋼加入了與傳統耐候鋼相當或更多的耐候性元素,保證其具有高耐候特性。

耐大氣腐蝕鋼和高強度耐候鋼的耐腐蝕性能須符合下表要求。從相對腐蝕速率看,耐候鋼的耐腐蝕性一般是普通碳素結構鋼的2倍左右。鐵路貨車采用耐候鋼,加上表面處理、涂料保護以及涂裝條件的改善,實際使用壽命相對原普通碳鋼來說有了明顯的延長。
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