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耐候钢原理
沙钢耐候板钢研发再创佳绩，新开发的5个耐候板钢产品已累计销售8196吨，实现销售收入2800余万元，销量及新产品开发个数均创新高。
钢中加入磷、铜、铬、镍等微量元素后，使钢材表面形成致密和附着性很强的保护膜，阻碍锈蚀往里扩散和发展，保护锈层下面的基体，以减缓其腐蚀速度。在锈层和基体之间形成的约50μm～100μm厚的非晶态尖晶石型氧化物层致密且与基体金属黏附性好，由于这层致密氧化物膜的存在，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，大大提高了钢铁材料的耐大气腐蚀能力。耐候钢是可减薄使用、裸 使用或简化涂装，而使制品抗蚀延寿、省工降耗、升级换代的钢系，也是一个可融入现代冶金新机制、新技术、新工艺而使其持续发展和创新的钢系。
此次沙钢新开发的5个耐候板钢产品（SWRY11-Cr、SJA2D、H10Mn2E等）的终端用户涵盖桥梁、工程机械及石化等 重点领域，且均为开发难度较大的合金耐候板钢。其中，越南客户订购的SWRY11-Cr焊条用钢，对盘条的强度和延伸率都提出了更为严格的要求，如要求延伸率大于33%，而同类耐候板钢的延伸率一般为30%。又如，SJA2D为高钛合金耐候板钢，因钛含量较高极易造成水口结瘤而中断生产，且坯料表面质量不佳时可能导致热轧盘条整炉返废。此外，客户还要求该盘条能实现免退火拉拔，故对盘条强度及通条性要求较高。
通过对技术难点一一排查，该棒线研究室制订了炼轧工艺，SWRY11-Cr焊条用钢先后进行了7次轧制工艺优化，终使得该钢种的组织得到明显细化，抗拉强度和延伸率指标均得到大幅提高。通过SJA2D合金耐候板钢的研发，他们形成了一套较为成熟的高钛合金耐候板钢的生产工艺路线，使得盘条强度＜850兆帕，通条强度差＜60兆帕，产品各项指标均达到客户要求。
作为国内领先的棒线材生产研发基地，沙钢具备耐候板钢生产的各类先进装备和技术优势，目前已能生产耐候板钢50余种，其中高附加值的合金耐候板钢多达29种。
铁路车辆用耐候钢 20*1550*C 09CuPCrNi-A、Q450NQR1 梅钢
耐候板耐热不锈钢（简称耐候板）是奥氏体铬镍不锈钢，钢中Ni、Cr含量高，具有良好耐氧化、耐腐蚀、耐酸碱性能，尤其是耐高温氧化性能非常优异，在核电、航空航天、军工、石油化工等行业均有广泛应用。高温环境中结构材料暴露侵蚀是耐候板失效的主要原因。此前，国内外的研究集中在耐候板热变形、再结晶规律及合金元素对钢抗氧化性能改善和提高方面。实际应用中，耐候板并非在恒温状态下使用，其使用环境长期处于高低温不断变化的状态，会有中间相析出，其氧化铁皮结构及性能也会有所不同。本工作通过高温循环氧化试验进行研究，探讨循环氧化机理。
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09CuPCrNi-A 化学成分及机械性能：C≤0.12% Si:0.25%~0.75% Mn:0.2%~0.5% P:0.07%~0.15%
S≤0.04%Cu:0.25%~0.55% Cr0.30%~1.25% Ni≤0.65% 屈服点MPa不小于343 抗拉强度MPa不小于480 伸长率不小于22%
Q450NQR1 化学成分C：≤0.12 Si:≤0.75 Mn:≤1.5 P：≤0.025 S：≤0.08Cr：≤0.3~1.25 Ni:0.12~0.65 Cu:0.25~0.55
拉伸试验 屈服≤450MPa 抗拉≤550 MPa
产品取自某钢厂生产的耐候板，钢的化学成分（质量分数，%）为：0.067C，24.47Cr，19.14Ni。连铸坯厚度为220mm，热轧产品厚度为6mm，固溶处理后切成30mm×15mm×4mm尺寸试样，研磨并用水砂纸打磨去除表面氧化皮及线切割加工痕迹，乙醇清洗吹干，放入经充分烘烤的坩埚。120℃烘烤1h，冷却后整体称重，放入电阻加热炉进行高温循环氧化实验。实验温度分别为：800、900、1000、1100、1200℃，加热时间分别为20、40、60、80、100、120、140h，循环间隔时间20h。采用SEM、XRD、EDS对高温循环氧化生产物进行分析。实验结果表明：
（1）耐候板高温循环氧化随着温度和时间增加，氧化增重呈现抛物线性规律，60h以内增重明显。
（2）高温循环氧化20h时试样表面有片状Cr2O3生成，随着时间增加，试样表面的片状组织变得粗大、分布密度逐步降低；140h时钢板表面全部被FeO·Cr2O3和MnCr2O4所覆盖。
（3）高温循环表面氧化物分为3层，外层为FeO·Cr2O3和尖晶石结构的MnCr2O4氧化膜，中间层为Cr2O3，内层为SiO2；内层的SiO2薄膜会阻碍氧原子向基体扩散，进一步增强了耐候板的耐氧化性能。
（4）温度在1000℃以下时SiO2氧化膜致密，超过1000℃时致密的SiO2氧化膜会遭到破坏，高温氧化速率增加。耐热不锈钢氧化过程受扩散过程控制，钢的能越大，耐高温氧化性能越好。
经过自然锈成的锈红色看上去与大自然融为一体，比普通的锈红色油漆更加自然、漂亮、原生态，而且永远不会脱落。这使它成为一种有吸引力的建筑外墙材料,同时也是新一代幕墙装饰的革命性材料。
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耐候钢 2.0*1250*C 09CuPCrNi-A、Q235NH，Q295NH，Q355NH，Q345NH, 梅钢耐候钢 2.5*1250*C 09CuPCrNi-A、Q235NH，Q295NH，Q355NH，Q345NH, 宝钢
耐候钢 3.0*1250*C 09CuPCrNi-A、Q235NH，Q295NH，Q355NH，Q345NH, 宝钢
耐候钢 4.0*1500*C 09CuPCrNi-A、Q235NH，Q295NH，Q355NH，Q345NH, 宝钢
耐候钢 5.0*1300*C 09CuPCrNi-A、Q235NH，Q295NH，Q355NH，Q345NH, 武钢
耐候钢 6.0*1250*C 09CuPCrNi-A、Q235NH，Q295NH，Q355NH，Q345NH, 宝钢
在材料可持续性方面，粉末冶金的终成形能力是其主要优势。例如成形一个齿状零件，传统切削工艺会有高达40%的材料变成切屑，而在粉末冶金用的全部粉末中，85%是由再循环回收的材料生产的。在粉末冶金零件生产过程中，各道工序的废料损失一般为3%或更少，其材料利用率可达95%。
在能源可持续性方面，一般的传统制造工艺需要经过几次加热与再加热工序才能终成形；而用雾化法生产钢粉或铁粉时，只需要将废钢料进行一次熔炼，所有其它热加工作业都是在低于熔点的温度下进行的，这样不但节能，而且可制成终形状和形成所需要的材料性能、机械使用性能。通过金属成型工艺材料利用率的对比发现，制造粉末冶金零件所需之能量是锻造-切削加工零件的44%。
在环境可持续性方面，由于粉末冶金的终成形能力特性，在一般情况下是在烧结后就制成了零件成品，即可进行包装、交货。大多数情况下，加工粉末冶金产品所使用的切削油是微不足道的，其冷却水等污染源释放的有毒污染物质也是很少的。和其它制造工艺相比较，粉末冶金零件产业对环境几乎没有危害。
目前，粉末冶金零件已经是汽车产业不可缺少的一类重要基础零件。韩教授介绍，据不完全统计，日本至少有住友电工、日立、三菱、保来得等12家以上主要粉末冶金零件生产企业在国内建立了独资或合资企业；台湾的主要粉末冶金零件生产厂，如青志、三林等12家以上企业也都在东莞、无锡、苏州一带建立了生产基地。此外，许多世界知名的欧美粉末冶金企业也相继在国内建立了独资企业。韩教授认为，不久的将来，中国大陆将会逐步成为全球粉末冶金汽车零件 的集散地之一。
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