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耐候钢， 即耐大气腐蚀钢，是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列，耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成，具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性；耐候性为普碳钢的2~8倍，涂装性为普碳钢的1.5~10倍。同时，它具有耐锈，使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗，省工节能等特点。 耐候钢主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大气中使用的钢结构。用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。300M钢是20世纪60年代由美国研发的一种低合金超高强度钢，因具有良好的强度、塑性和抗疲劳性能而成为当今飞机起落架的 材料。300M钢的疲劳裂纹扩展速率反映了该钢在标准条件下的抗疲劳裂纹扩展能力，是确定零件服役寿命的重要指标。因此，科研人员在不同条件下对300M钢进行了疲劳裂纹扩展速率试验，分析了应力比、试验环境、频率等因素对中速（裂纹扩展速率在10-5～10-3mm周次-1）扩展区疲劳裂纹扩展速率的影响，并用Paris方程和Walker方程对中速扩展区曲线进行了拟合，为该钢的应用与评价提供数据参考。
试验用材料为300M钢棒，由某特钢生产，规格为Φ400mm，退火态。从300M钢棒上切取材料，制成拉伸试样、断裂韧度试样以及紧凑拉伸疲劳裂纹扩展试样。对试样进行870℃1h淬火+300℃×2h两次回火热处理后，按GB/T228.1-2010和GB/T4161-2007分别进行拉伸和断裂韧度性能测试。根据GB/T6398-2000进行疲劳裂纹扩展速率试验， 载荷16kN，加载波形为正弦波，试验环境为空气环境和质量分数为3.5%NaCl水溶液。利用扫描电镜观察断口形貌。试验结果表明：
（1）300M钢的疲劳裂纹扩展速率随应力强度因子范围的增加而单调递增；在相同应力强度因子范围下，应力比为0.3下试样的疲劳裂纹扩展速率高于应力比为0.1下的；在NaCl水溶液中300M钢的裂纹扩展速率在裂纹扩展前期比在空气环境中的快，在扩展后期则趋于一致；较低试验频率下300M钢在裂纹扩展前期的裂纹扩展速率比较高频率下的快。
（2）分别用Paris方程和Walker方程对疲劳裂纹扩展速率和应力强度因子范围关系曲线进行了线性拟合，拟合相关系数均在0.95以上。
（3）300M钢的疲劳断口由具有疲劳条带的扩展区和以韧窝为主的瞬断区组成。
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。
高纯Q235NH耐候锈钢板是现代许多高、新技术的综合产物，虽然20世纪30年代便已出现“高纯物质”这一名称，但把高纯Q235NH耐候锈钢板的研究和生产提高到重要日程，是在二次世界大战后，首先是原子能研究需要一系列高纯Q235NH耐候锈钢板，而后随着半导体技术、宇航、无线电电子学等的发展，对Q235NH耐候锈钢板纯度要求越来越高，大大促进了高纯Q235NH耐候锈钢板生产的发展。
纯度对Q235NH耐候锈钢板有着三方面的意义。 ，Q235NH耐候锈钢板的一些性质和纯度关系密切。纯铁质软，含杂质的铸铁才是坚硬的。另一方面，杂质又是非常有害的，大多数Q235NH耐候锈钢板因含杂质而发脆，对于半导体，极微量的杂质就会引起材料性能非常明显的变化。锗、硅甲含有微量的m、V族元素、重Q235NH耐候锈钢板、碱Q235NH耐候锈钢板等有害杂质，可使半导体器件的电性能受到严重影响。第二，纯度研究有助阐明Q235NH耐候锈钢板材料的结构敏感性、杂质对缺陷的影响等因素，并由此为开发预先给定材料性质的新材料设计创造条件。第三，随着Q235NH耐候锈钢板纯度的不断提高，将进一步揭示出Q235NH耐候锈钢板的潜在性能，如普通Q235NH耐候锈钢板被是所有Q235NH耐候锈钢板中脆的Q235NH耐候锈钢板。而在高纯时被便出现低温塑性，超高纯时更具有高温超塑性。超高纯Q235NH耐候锈钢板的潜在性能的发现，有可能开阔新的应用领域，在材料学方面打开新的突破口，为高技术的延伸铺平道路。
Q235NH耐候锈钢板的纯度是相对于杂质而言的，广义上杂质包括化学杂质（元素）和物理杂质（晶体缺陷）。但是，只有当Q235NH耐候锈钢板纯度极高时，物理杂质的概念才是有意义的，因此生产上一般仍以化学杂质的含量作为评价Q235NH耐候锈钢板纯度的标准，即以主Q235NH耐候锈钢板减去杂质总含量的百分数表示，常用N(nine的 字母）代表。如99.9999％写为6N,99.99999％写为7N。此外，半导体材料还用载流子浓度和低温迁移率表示纯度。Q235NH耐候锈钢板用剩余电阻率RRR和纯度级R表示纯度。国际上关于纯度的定义尚无统一标准。一般讲，理论的纯Q235NH耐候锈钢板应是纯净完全不含杂质的，并有恒定的熔点和晶体结构。但技术上任何Q235NH耐候锈钢板都达不到不含杂质的 纯度，故纯Q235NH耐候锈钢板只有相对含义，它只是表明目前技术上能达到的标准。随着提纯水平的提高，Q235NH耐候锈钢板的纯度在不断提高。例如，过去高纯Q235NH耐候锈钢板的杂质为10-6级（百万分之几），而超纯半导体材料的杂质达10一9级（十亿分之几），并逐步发展到10一12级（一万亿分之几）。同时各个Q235NH耐候锈钢板的提纯难度不尽相同，如半导体材料中称9N以上为高纯，而难熔Q235NH耐候锈钢板钨等达6N已属超高纯。
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