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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。
Q235NH耐候锈钢板材料在工程领域的应用十分广泛，,近年来我国大部分工程已经延伸到低温和超低温领域，如在我国的东北和新疆等地，冬天温度更可能达到-40℃以下,这就对材料的低温性能提出更高要求。
材能料的性能包括两大类：一是使用性能，二是工艺性能。使用性能主是要指它的力学性能，而工艺性能是指材料的加工性。Q235NH耐候锈钢板材料的力学性能包括以下几个方面：抗拉强度、屈服强度、断面伸长率、断面收缩率、冲击功、硬度等。而随温度的下降，钢的强度、硬度提高，塑性、韧性降低，尤以韧性的下降对材料的影响 。Q235NH耐候锈钢板材料主要低温性能是：
1、拉伸性能
拉伸性能跟Q235NH耐候锈钢板的晶体结构有关。拉伸性能的好坏直接影响着材料抵抗外界变形或断裂的抵抗能力，能反映出材料的屈服强度、抗拉强度、伸长率及断面收缩率指标，是判断Q235NH耐候锈钢板材料低温性能好坏的重要要依据。
2、冲击韧性
冲击韧性是指在载荷的作用下，材料所具有的抵抗变形和断裂的能力，常用Ak表示。一般可用冲击功的大小来判断材料的冲击性能好坏，冲击功越大，则材料变脆的可能性越小。因此在其他力学性能符合条件的情况下，应尽量考虑提高材料的冲击功。
3、断裂韧性
断裂韧性是指钢材对裂纹扩展的抑制能力，常用KIC表示。Q235NH耐候锈钢板材料的断裂韧性可分为脆性断裂和韧性断裂。通常情况下发生的为韧性断裂，但是当温度降到某一温度(即韧脆转变温度)时，材料能吸收的冲击功逐渐减少，就会由韧性断裂转变为脆性断裂。由于脆性断裂具有突发性，一旦发生将对生产和生活造成不可估量的损失。因此，工件的工作温度都必须在韧脆转变温度以上。韧脆转变温度可通过低温拉伸试验、系列冲击试验和落锤试验等方法确定。
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