铁路货车用钢Q450NQR1研究与试制

Q450NQR1高强度耐候钢冲压、焊接性能的研究的开题报告一、课题背景随着现代工业的发展，对材料性能的要求越来越高，耐候钢因其优异的耐腐蚀性能、高强度和耐久性，已广泛应用于建筑、轮船、桥梁和矿山等领域，深受工程师和设计师的青睐。

Q450NQR1高强度耐候钢具有优异的氧化还原钝化性能，对海洋大气环境和腐蚀性更强的工业环境具有良好的耐久性，因此在船舶工业、建筑、煤矿等领域被广泛应用。

然而，高强度耐候钢冲压、焊接性能的研究因其复杂性以及未被广泛研究的领域，仍存在不少挑战。

因此，对Q450NQR1高强度耐候钢的冲压、焊接性能进行研究，对提高其在实际应用中的性能和综合利用价值具有重要意义。

二、研究内容本研究旨在探究Q450NQR1高强度耐候钢的冲压、焊接性能。

具体研究内容如下：1.研究Q450NQR1高强度耐候钢的物理化学性质,机械性能，包括其组织结构、拉伸强度、屈服强度、延伸率等等，为后续的冲压、焊接性能研究提供必要基础。

2.研究Q450NQR1高强度耐候钢的冲压性能，包括板料的塑性变形行为、表面形貌、冲压加工硬度等，探究其冲压加工过程和机理。

3.研究Q450NQR1高强度耐候钢的焊接性能，探究其在不同焊接条件下的焊接性能和微观组织特征，包括焊接工艺、熔池行为、焊接接头的力学性能等。

三、研究意义本研究的意义有三点：1.对于Q450NQR1高强度耐候钢的冲压、焊接性能进行探究，有助于解决现有工程实践中的问题，以提高其应用领域和推广使用。

2.通过研究Q450NQR1高强度耐候钢的冲压、焊接性能，探讨其微观组织结构与其宏观性能之间的关系，为材料科学和工程技术的发展提供新的思路和方法。

3.该研究结果对于制定钢铁行业的标准和优化产品性能，具有良好的指导意义。

四、研究方法本研究采用实验研究和理论分析相结合的方法。

具体步骤包括以下几个方面：1.采用金相显微镜、扫描电子显微镜等现代测试工具，研究Q450NQR1高强度耐候钢的组织结构和微观特征。

某重载铁路货车疲劳强度分析摘要：随着铁路货车运行速度和轴重的提高，其产品在设计过程中所要满足的疲劳强度条件也变得愈发严苛。

本文围绕重载铁路货车焊接结构的疲劳评估问题，采用AAR标准结合名义应力法对焊缝寿命进行预测，可以为我国重载铁路货车车体性能及其焊接结构疲劳评估提供有价值的参考。

关键词: 重载铁路货车; AAR标准; 焊缝疲劳寿命评估Finite element analysis of fatigue of a heavy haul railway freight carAbstract: With the improvement of the running speed and axle loadof railway freight cars, the fatigue strength conditions to be met in the design process of their products have become more and more stringent. Focusing on the fatigue evaluation of welded structure of heavy haul railway freight car, this paper uses AAR standard combined with nominal stress method to predict the weld life, which can provide a valuable reference for the fatigue evaluation of body performanceand welded structure of heavy haul railway freight car in China.Key words:Heavy haul railway freight car; AAR standard; Weld fatigue life assessment0引言疲劳是指材料结构在应力和应变的反复作用下性能逐步劣化，也是铁路货车主要的破坏形式之一[1]。

怀就疼佥HEBEI METALLURGY Total No.294总第294期2020年第6期2222,Number6t---1---1---1---1---1—x专题研究t铁路车辆用Q450EWR1耐候钢耐蚀性能研究张晓磊1高秀华2*，孙超3,闫中鹤2,张明博1宋丽英2,吴红艳2,杜林秀2 (1•河钢集团承钢公司，河北承德06712；2.东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，辽宁沈阳111819；3.河钢集团钢研总院，河北石家庄050023)摘要：采用周期浸润腐蚀试验方法，对热轧高耐候钢Q450EWR1进行了腐蚀性能检测。

根据失重率计算公式，分析了Q450EWR1钢的腐蚀速率变化规律，并采用SEM、XRD、电子探针对腐蚀锈层进行了组织观察、物相分析及元素分布分析。

结果表明，随着腐蚀时间的增加，Q450EWR1钢的失重率逐渐下降，腐蚀时间大于168h时，失重率趋于稳定；腐蚀产物由疏松多孔状向致密的块状变化；物相组成由y-FeOOH向a-FeOOH转变，结构更加致密；腐蚀周期内，锈层截面孔洞处出现明显的Ce元素富集。

与Q345B钢相比，Q450EWR1钢的力学性能及耐腐蚀性能更好。

关键词：高耐候钢；Q450EWR1；耐蚀性能；微观组织；Cr富集；失重率；a-FeOOH中图分类号：TG174.3文献标识码:A文章编号：1006-5508(2222)06-0010-07doi：10.13630/ki.13-1172.2020.0602STUDY ON CORROSION RESISTANCE OFQ450EWR1WEATHERING STEEL FOR RAISWAY VEHICLESZhaag Xiaolei1,Gao Xiuhua2*，Sun Chao3,Yac Zhonghe2,Zhaag Mingbo1，Song Liying2，Wu Hongyaa2，Du Linxin2(1.HBIS Greup Chengsteel Compaay，Chengde,Hebei,064102； 2.State Key Laboratory of Rolling aadContinuous Rolling Automation in NortUefsr University,Shenyaag，Liaoning，110819；3.Steel Research I s-stitute of HBIS Greup，Shijiazhuang,Hebei,050023)Abstract：The carresion performaaca of hot rellen high wenthee steel Q450EWR1was tested by peeodic im­mersion coiresion test.AccorPing to tUe aalculation formula oi weighi loss rate,tUe mresion rate oiQ450EWR1steeO was analyzed.And SEM,XRD aad EPMA were used i oOserve tUe strecture,phase aadelement distriOution oi tUe carresion layee.The psuou show tUct wii tUe incrensing oi carresion time,tUeweighi loss rate oi Q450EWR1steeO decrenses gpbually,aad when tUe carresion time is more tUab168h,tUe weight loss rate tends O s be stable；tUe carresion products chabge frem loose poreus O s dense block；tUephase camposition ckabges fem y-FeOOH to a-FeOOH with more compact strecture；there is obvious Ceeyrickmeyt in the pores of rasi layee section during the ckrrosion paren wii Q345B sted,Q450EWR1steel hcs bettee meckabical pppePies aad carrasion psistancc.Key Words：high wecth ering sted；Q450EWR1；001X10-resistabcc；micrastrecture；Ce enPchmenI；wengheoosseaee；a-FeOOH0引言随着我国铁路建设的快速发展，以及铁路车辆研发技术的提高，铁路货车迎来了飞速发展时期，铁收稿日期1020-01-02作者简介：张晓磊（1988-），男，工程师，主要从事热轧卷板产品开发、工艺管理等方面的研究,E-mail:zhangxiaolei29008@ 通讯作者：高秀华（1966-），女，教授，东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，主要从事金属材料成形过程组织性能控制以及钢铁材料领域的品种开发工作，E-mail:xnoxiuhua@ 路车辆逐渐向高速、重载和长寿命方向发展。

表1Q450NQR1的化学成分Table 1Chemical composition of Q450NQR1表2Q450NQR1的力学性能Table 2Mechanical properties of Q450NQR1不同热输入钢焊接过热区组织、硬度和冲击韧性的研究黄显峰1,赵娇玉1,黄君辉1,金鹏2（1.中车齐齐哈尔车辆有限公司，黑龙江齐齐哈尔161002；2.大连交通大学材料科学与工程学院，辽宁大连116028）摘要：通过焊接热模拟技术对Q450NQR1高强度耐候钢在不同的焊接热输入下过热区的组织、硬度和冲击性能进行了工艺研究。

结果表明：随着焊接热输入的增加，显微组织先共析铁素体由针状向块状转变，粒状贝氏体含量逐渐增多，硬度整体逐渐降低，低温冲击功整体差别不大，冲击断口均为解理断裂，边缘为大小不一的韧窝形态。

关键词：Q450NQR1高强度耐候钢；焊接热输入；粗晶区；显微组织；冲击性能中图分类号：TG457.11文献标志码：A 文章编号：1001-2303（2020）04-0107-04DOI ：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.04.19本文参考文献引用格式：黄显峰，赵娇玉，黄君辉，等.不同热输入Q450NQR1钢焊接过热区组织、硬度和冲击韧性的研究[J].电焊机，2020，50（4）：107-110.收稿日期:2019-10-22；修回日期:2019-12-04作者简介:黄显峰（1988—），男，本科，主要从事铁路货车焊接工艺工作。

E-mail ：*********************。

0前言Q450NQRI 高强度耐候钢是钢铁公司为满足铁路货车高速、重载需要而研制的新型耐候钢，具有低P 、强度高及低温冲击韧性高的特点，已广泛应用于铁路货车车体的制造中[1]。

Q450NQR1高强度耐候钢是我国铁路货车车体常用材质，一般采用MAG 焊，对于厚板（板厚≥10mm ）长直对接焊缝和角接焊缝，为保证焊接质量、提高生产效率，通常采用埋弧自动焊进行焊接[2-3]。

Q450NQR1耐大气腐蚀钢性能及用途耐候钢是由普通碳钢添加少量Cu、Ni等耐腐蚀元素而成，耐大气腐蚀性能远优于普通钢材，其耐腐蚀原理主要是耐候钢被锈蚀一段时间后，材料外部将会形成一层稳定的化锈层，从而抵御大气中水气及有害离子的侵蚀，增强其耐腐蚀性。

耐候钢具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性
Q450NQR1属于高强度耐大气腐蚀钢，具有优良的低温冲击韧性和耐大气腐蚀性能，适合各种极端气候下的使用，延长使用寿命。

力学性能
Q450NQR1耐候钢应用于铁道车厢板上。

上海频开实业有限公司主营产品有耐磨钢、高强度钢板、工程机械用钢、汽车大梁钢、冷轧高强车厢板、耐候钢、耐酸钢、中高碳钢，万吨现货库存，多种规格可选，是集原材料供应、加工、物流配送于一体的现代化企业。

q450nqr1耐候钢板-q450nqr1钢板是啥材质，q450nqr1钢板介绍
q450nqr1耐候钢板,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,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、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.
q450nqr1耐候钢板：舞阳钢铁孙凡
q450nqr1耐候钢制造工艺
耐候钢一般采用精料入炉-冶炼(转炉、电炉-微合金化处理-吹氩-LF精炼-低过热度连铸(喂入稀土丝)-控轧控冷等工艺路线。

在冶炼时，废钢随炉料一起加入炉内，按常规工艺冶炼，出钢后加入脱氧剂及合金，钢水经吹氩处理后，随即进行浇铸，吹氩调温后的钢水经连铸机铸成板坯。

由于钢中加入稀土元素，耐候钢得到净化，夹杂物含量大为减少。

q450nqr1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。

Mechanical Engineering and Technology 机械工程与技术, 2023, 12(2), 93-102 Published Online April 2023 in Hans. https:///journal/met https:///10.12677/met.2023.122012铁路货车典型拉铆连接结构可靠性分析俞仕杰1，付茂海1，安 琪2，刘映安31西南交通大学机械工程学院，四川 成都 2大连交通大学机车车辆工程学院，辽宁 大连 3中车眉山车辆有限公司，四川 眉山收稿日期：2023年2月6日；录用日期：2023年3月30日；发布日期：2023年4月7日摘要拉铆钉又被称为哈克拉铆钉，因为其紧固所产生的高紧固力、永不松动及高抗剪切力等优势性能，拉铆钉紧固件也经常被用来取代焊接。

在铁路货车的领域，拉铆钉的使用也越来越频繁，但是目前拉铆钉的使用基本只是替代原本螺栓，其数量和排布方式均参考原本结构，没有理论支撑。

本文通过对铁路货车典型拉铆连接结构有限元分析，寻找出铆钉群中受力最严峻的一颗铆钉，然后通过DVS-EFB 3435-2对其进行可靠性评估。

研究表明：牵引梁前后从板座铆钉可靠性满足标准要求。

关键词拉铆钉，有限元法，铁路货车，可靠性Reliability Analysis of Typical Lockbolt Connection Structure for Railway WagonsShijie Yu 1, Maohai Fu 1, Qi An 2, Yingan Liu 31Department of Mechanical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu Sichuan 2Department of Rolling Stock Engineering, Dalian Jiaotong University, Dalian Liaoning 3CRRC Meishan Co., Ltd., Meishan SichuanReceived: Feb. 6th , 2023; accepted: Mar. 30th , 2023; published: Apr. 7th , 2023AbstractRivet is also known as Huck-bolt. Because of its fastening produced by high fastening force, never loose and high shear force and other advantages, rivet fasteners are often used to replace welding. In the field of railway wagons, the use of lockbolt is more frequent. However, the use of lockbolt俞仕杰 等basically only replaces the use of the original bolt, and its quantity and arrangement mode refer to the original bolt, without the oretical support. In this paper, through the finite element analysis of the typical lockbolt structure of railway wagons, the lockbolt with the largest force in the lockbolt group is found; then its reliability is evaluated through DVS-EFB 3435-2. The research shows that the reliability of the front and rear draft lug lockbolts meets the standard requirements.KeywordsLockbolt, Finite Element Method, Railway Wagons, ReliabilityCopyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言随着铁路跨越式大发展步伐的加快，重载、高速逐渐成为当今乃至以后一段时间内铁路发展的目标，铁路货车运用频次显著增加，对其运用安全性是严峻的考验，从而对铁路配件连接的可靠性、安全性提出了更高的要求。

辽宁科技学院（2009届）本科毕业论文题目：铁道货车用Q450NQR1高强耐大气腐蚀钢的研制专业：班级：姓名：xy2009011 学号：指导教师：论文49 页，译文11 页铁道货车用Q450NQR1高强耐大气腐蚀钢的研制摘要本论文简述了目前我国铁路货车技术的发展及其与国外的差距，随着近几年国民经济发展及其对铁路运输的需求，中国铁路货车提速、重载已成必然发展趋势，铁道车辆对车体减重及增加强度储备的要求已追在眉睫，高强度耐大气腐蚀钢在铁路货车的全面应用将提升中国铁路货车的技术装备水平。

针对目前高强度耐大气腐蚀钢的应用，同时应关注焊接材料及工艺、耐腐蚀性能及新型材料的研究。

Q450NQRl是以Cu，Cr，Ni合金化为主的屈服强度达450 MPa以上的高强耐大气腐蚀钢，其耐大气腐蚀性能是决定使用性能的重要指标之一，并介绍了合金元素对耐大气的耐候性能的影响和作用。

同时也介绍了完整的生产工艺流程。

关键词：高强度，耐大气腐蚀钢，铁路货车Development on Q450NQR1 Atmospheric Corrosion ResistantSteel for Rail way VehiclAbstractIn this paper describes the development of railway vehicle technology in our country and the distance form other countries．With the development of the national economy and theneed of using railway transportation increasing，the speed-up and over loading of railway vehiclesare the trends of the railway development in China．Railway venicles have the urgent need to reduce the venicle weight and increase the streng thstorage．Fully using high strength atmospheric corrosion resisting steel in railway vehicles will promote the technical equipment level of railway vehicles in China．As applying high strength atmospheric corrosion resisting steel，it should pay attention to the research of welding of welding materials and techniques，corrosion resistance and new-style materials．Q450NQRl is a kind of high strength atmospheric corrosion resistant steel bearing Cu，Cr，Ni and other alloying elements．Its yelding strength is above 450 MPa，and its atmospheric corropsion．resistance plays an important role in its applications，and the effects of alloying elements on atmospheric corrosion resistance of weathering steels were introduced．At the same time，introduced a complete production process．Key words：high strength，procurement of atmospheric corrosion resisting steel，railway vehicle目录1 绪论 (1)1.1耐大气腐蚀钢的危害和意义 (1)1.1.1 金属腐蚀的危害 (1)1.1.2 耐大气腐蚀钢的意义 (1)1.2铁道车辆用耐大气腐蚀钢的发展回顾 (2)1.2.1 世界耐大气腐蚀钢的发展 (2)1.2.2 我国耐大气腐蚀钢的发展 (2)1.3高强度耐大气腐蚀钢的应用 (3)1.3.1 中国铁路货车技术的发展 (3)1.3.2 近两年高强度耐大气腐蚀钢的应用 (4)2 Q450NQR1钢的主要化学元素 (6)2.1化学成分 (6)2.1.1 化学成分要求 (6)2.1.2 合金元素作用 (6)2.1.2.1合金元素的耐大气腐蚀机制 (6)2.2性能要求 (11)3 生产工艺流程 (12)4 炼钢工艺 (13)4.1铁水预脱硫 (13)4.2转炉冶炼 (13)4.3合金化 (13)4.4精炼工艺 (14)4.5连铸工艺 (14)4.6结晶器喂稀土丝 (14)5 热连轧轧制工艺 (15)5.1加热 (15)5.3精轧及卷取 (15)5.3.1 精轧及卷取设备和控制手段 (15)5.3.2 终轧及卷取温度的确定 (16)6 Q450NQR1钢的冶金质量 (17)7 Q450NQR1热轧钢板各项性能 (18)7.1力学性能 (18)7.1.1生产检验 (18)7.1.2开卷检验 (19)7.2金相组织及夹杂物 (21)7.3冲击韧性 (23)7.4成型性能 (24)7.5 焊接性能 (24)8 难点讨论分析 (27)8.1表面质量控制 (27)8.2铸坯质量控制 (27)9 创新点 (28)9.1C A质处理 (28)9.2稀土RE的加入 (30)9.2.1铸坯横断面RE含量 (31)9.2.2 成品板宽度方向RE分布 (31)9.2.3 每炉RE含量 (33)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)翻译英文部分 (38)1 绪论1.1 耐大气腐蚀钢的危害和意义1.1.1 金属腐蚀的危害金属腐蚀可以给人类带来巨大的经济损失。