铁路货车用S450EW高耐蚀型耐候钢工艺性能分析

高强耐候钢S450AW耐蚀性能研究
陈虹宇;张杰;王亚芬;王禹;王焕
【期刊名称】《山西冶金》
【年(卷),期】2024(47)1
【摘要】通过采用全浸腐蚀试验和扫描电镜研究全浸时间、硫酸浓度、Cl^(-)浓度对S450AW全浸腐蚀的影响,分析了高强耐候钢S450AW的耐蚀性能。

结果表明:Cl^(-)对S450AW在硫酸氯化钠溶液中的腐蚀具有压制作用,且Cl^(-)浓度越高,S450AW钢的耐蚀性越强,随着硫酸浓度的增加S450AW的腐蚀速率呈先增后减的趋势,硫酸浓度增加、析氢反应加快,使得腐蚀层的厚度和致密性增加,增强了材料的耐蚀性。

【总页数】3页(P32-33)
【作者】陈虹宇;张杰;王亚芬;王禹;王焕
【作者单位】鞍钢集团本钢技术中心;上海汽车集团股份有限公司乘用车分公司【正文语种】中文
【中图分类】TG174.3
【相关文献】
1.加速腐蚀环境下高强耐候钢Q450NQR1的耐蚀性能研究
2.高耐候钢
Q350EWR1耐蚀性能研究3.铁路车辆用Q450 EWR1耐候钢耐蚀性能研究4.铁路车辆用耐候钢耐蚀性能研究5.耐候高强度螺栓钢耐典型工业大气环境腐蚀性能研究
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涟钢科技与管理 2017年第1期・3・高耐蚀型耐候钢S450HW 的研制与开发董常福1 王慎德1 李昭东2 邓之勋1 龙志伟1（1.涟钢技术中心；2.钢铁研究总院）摘 要通过对耐候钢S450HW 的化学成分设计、热塑性及CCT 曲线试验，制定合理轧制工艺，从而得到成型性能优良耐腐蚀性能优异的耐候钢。

1 前言随着我国重载铁路货车技术发展,迫切需要开发高强度高耐候性能的铁路货车用钢（耐腐蚀性能比Q45ONQR1提高约50%）。

为此,国内钢厂宝钢和铁路货车行业联合开发了屈服强度为450MPa 、耐腐蚀性能比Q45ONQR1提高约50%的新型高耐蚀型耐候钢S450EW [1][2]。

高耐蚀性耐候钢S450EW 是刚刚研制出的新型耐候钢材，主要特点是通过适当增加 Cr 含量，从而提高了钢材的耐腐蚀性能，具有较好的经济效益。

然而实际使用过程中发现高Cr 含量S450EW 成型性能富余量不足，需研发出耐腐蚀性能优异且成型性能优良的耐候钢。

2 设计方案2.1 化学成分设计根据耐腐蚀钢开发经验，结合涟钢实际情况，对 S450HW 钢板的化学成分进行了设计（表1）。

Cu 元素是传统的耐工业大气腐蚀的元素，其含量达到 0.25％时，开始发挥作用，到达0.45％时，作用已经饱和，进一步提高既增加成本也导致焊接性变坏， 所以限制其范围为 0.25％-0.45％。

Ni 元素与Cr 元素同时发挥耐Cl -离子腐蚀的作用，同时改善钢的韧性，并防止在板坯加热和热轧过程中，Cu 所导致的热裂缺陷的发生[3]。

表1 S450HW 的化学成分C Si Mn P S Cu Cr Ni 其它≤0.12 ≤0.50≤1.20 ≤0.020 ≤0.0100.20-0.45≤1.800.10-0.65微量Nb 、Ti 等5 结语通过对涟钢生产的NM500进行焊接热模拟试验，以及对模拟粗晶区的组织观察、韧性测定等，得到如下结果。

a. 随着焊接线能量增大，NM500焊接热影响区韧性降低，但不显著。

新型高耐蚀性耐候钢焊接工艺优化黄凤龙摘要：铁路货车经过不断地更新换代已经由原来的40吨级发展到现在的80吨级，产品升级换代过程中应用到的钢材品种也在不断地更新替换，为应对不同工作环境开发了多种铁路货车用耐候钢。

本文通过可行性措施改善了S450EW高耐蚀性耐候钢在生产过程中发现的问题，优化了焊接工艺，成功地应用于铁路货车产品的焊接生产。

关键词：S450EW 熔化极气体保护焊；焊接工艺性；气体配比随着铁路货运量的不断增加，为满足客户需求确保货车车体在可以承载较大载货量的同时还应具有较长的使用周期。

这就要求车体所使用的钢材不仅强度符合其耐腐蚀性也要有所提高，与Q450NQR1钢种相比，S450EW高耐蚀性耐候钢因其在冶炼过程中加入较多的合金元素，具有较好的承载能力及耐腐蚀性，在试制过程中选择采用TH650EW-Ⅱ焊丝匹配富氩混合气进行焊接。

在施焊时发现焊丝的焊接工艺性不良，为解决这一问题进行试验。

1焊接工艺的选择及优点在现车生产制造过程中焊接工艺技术有着至关重要的作用，从单个零件的焊接到部件的组对到最后整车结构的落成都离不开焊接工艺，其中焊接的应用承担了近90%的链接工程。

这就要求焊接工艺技术要先进可靠能够使产品的制造高效优质。

目前生产中使用的焊接方法是富氩熔化极气体保护焊，此类焊接方法与手工电弧焊相比具有焊接过程中线能量小；焊接电弧集中同时保护气体对焊接熔池有保护及降低冷却速度的作用，使焊接区域的热影响区范围较小；焊后结构的残余变形及焊接应力都较手工电弧焊小50%；从焊接材料的消耗上也具有很大优势；并且熔化极实芯焊丝气体保护焊焊接完成后无需清渣焊缝一次成型节省了操作人员的工作项目及工时有效的提升了生产效率。

2 焊接材料的选择S450EW高耐蚀性耐候钢热轧状态供货其化学成分为表1、焊丝化学成分表2；富氩混合气体配比为80%Ar+20%CO2。

3 焊接工艺性不良的表现在采用TH650EW-Ⅱ焊丝匹配80%Ar+20%CO2焊接保护气体焊接时焊缝表面氧化物较多，颜色呈灰乌色、焊缝边缘与母材熔合不良、焊接过程中金属飞溅物大且多粘附在板材面上不易清除，焊缝波纹粗糙不细密局部出现未熔合以及余高超差的缺陷。

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。

快速发展的铁路货车技术对于民族工业，中国的老百姓寄予厚望。

因为只有拥有强大的民族工业，中国才能实现生产力的提高和大国崛起的梦想。

如今，令国人引以为豪的一幕又一次在铁路货车技术领域精彩上演：中国人站在了世界前沿，开始领跑世界铁路货车发展方向。

事实上，在中国装备制造业中，铁路货车制造业是立足自主创新、达到世界先进水平的行业。

以中国北车齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司为代表的一批主导企业，通过掌握货车核心技术，既满足了国内铁路的货运需求，又实现了向发达国家出口的目标。

27吨轴重通用铁路货车塑造了又一张自主创新的“中国名片”。

这源于中国铁路人的积累、求索和创新。

超越，我们一直在路上人类在超越中进化，技术在超越中进步。

27吨轴重通用铁路货车的推出，并非从天而降，而是在一次次超越成果的叠加累积效应中凝结而成的。

新中国成立初期，我国铁路货车技术非常薄弱。

1950年，我国第一个从事铁路货车设计的机构——齐齐哈尔车辆厂从仿制苏联的货车起步。

1952年，他们研制的P1型棚车在德国莱比锡博览会展出，结束了新中国只会修理不会制造铁路货车的历史。

1957年，新中国第一代车辆设计师自主研发的第一个铁路货车产品——载重60吨P13型棚车诞生，标志着中国铁路货车工业从此踏上了自主创新之路。

几十年来，中国铁路人以“密切跟踪世界铁路发展动态，准确引领铁路货车发展方向”为己任，以“掌握世界一流技术，开发世界一流产品，建成世界一流基地”为目标，坚持产、学、研、用密切合作，大力推进原始创新、集成创新。

中国铁路人按照标准化、系列化、模块化、信息化的原则，加快产品开发，推进技术进步，加快技术积累，实现速度、产品和载重的超越。

速度超越，时速由70公里至80公里提高到120公里。

1998年，装备制造企业、科研院所和重点院校等单位采用理论分析与试验研究、技术攻关与产品研发相结合的方式，自主研发了具有世界先进水平的时速120公里铁路货车提速转向架。

宝钢研发成功新型高耐蚀性耐候钢
佚名
【期刊名称】《《军民两用技术与产品》》
【年(卷),期】2011(000)012
【摘要】宝钢集团有限公司充分利用其在耐候钢开发和应用方面积累的经验，通过反复试验和测试，自主研发出了新型高耐蚀性耐候钢——S450EW。

目前，该产品已申请发明专利，并顺利应用于2000多台车辆的试制，各项性能指标良好。

【总页数】1页(P27-27)
【正文语种】中文
【中图分类】TQ153.15
【相关文献】
1.宝钢冷轧耐候钢05CuPCrNi的制造工艺及优化 [J], 毕俊峰;夏晨;唐力耘
2.S450EW高耐蚀性耐候钢的焊接工艺 [J], 聂友明;陈增有;苏广宇
3.宝钢B450NQ耐候钢CCT曲线测定及组织性能研究 [J], 张钦钊
4.宝钢独有新型高耐蚀耐候钢研发成功 [J], 无
5.宝钢新型烟气在线监测系统研发成功并已实现技术输出 [J],
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铁道车辆用高强高耐候钢焊接连续冷却转变规律胡学文;张建;张海涛;闫军;潘红波;吴保桥;潘烁【摘要】以Cr质量分数为3.7％,4.5％的铁道车辆用高强高耐候钢为研究对象,在DIL805A热膨胀仪上进行焊接热影响区连续冷却转变实验,研究不同条件下实验钢组织转变与硬度变化的规律.结果表明:Cr质量分数为3.7％的1#实验钢发生了铁素体、珠光体、贝氏体与马氏体转变,而Cr质量分数为4.5％的2#实验钢只发生了贝氏体与马氏体转变;Cr质量分数从3.7％增加至4.5％时,实验钢相变点明显右移,铁素体和珠光体转变消失,且马氏体开始转变温度降低;同一条件下,2#实验钢硬度值较大,且在为10℃/s时由于V析出的影响出现波谷;1#实验钢在冷却速度≤0.5℃/s时可获得综合性能较好的组织,而2#实验钢需通过焊后热处理才能获得理想的组织.【期刊名称】《安徽工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(035)002【总页数】5页(P110-114)【关键词】铁道车辆;高强高耐候钢;连续冷却转变;焊接【作者】胡学文;张建;张海涛;闫军;潘红波;吴保桥;潘烁【作者单位】北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;马钢股份有限公司技术中心,安徽马鞍山243000;马钢股份有限公司技术中心,安徽马鞍山243000;安徽工业大学冶金工程学院,安徽马鞍山243002;安徽工业大学冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室,安徽马鞍山243002;安徽工业大学冶金工程与资源综合利用安徽省重点实验室,安徽马鞍山243002;安徽工业大学冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室,安徽马鞍山243002;安徽工业大学冶金工程与资源综合利用安徽省重点实验室,安徽马鞍山243002;马钢股份有限公司技术中心,安徽马鞍山243000;安徽工业大学冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室,安徽马鞍山243002;安徽工业大学冶金工程与资源综合利用安徽省重点实验室,安徽马鞍山243002【正文语种】中文【中图分类】TG142.1我国铁路已延伸到各种地域，铁路车辆运行的环境复杂、条件苛刻，故对铁路车辆用钢的性能要求较高[1]。

铁道车辆用高强高耐候钢焊接连续冷却转变规律分析摘要：铁道车辆的重量大，再多次碾压时，对铁道的材料造成了一次次压力。

因此，本文将具体分析铁道车辆中钢焊接技术连续冷却的变化规律。

在铁道车辆中，高强高耐候钢会应用铬元素和钒元素。

并且会使用专业的热膨胀仪器对焊接进行冷却实验进行观察。

不同情况下添加不同材料的钢组织的冷却反应和硬度情况皆不相同，结果呈现也并不一样。

在实验中添加质量分数为3.7%的铬元素与添加质量分数为4.5%铬元素的实验钢的实验会发生不同的的反应。

除了讨论铬元素，还会讨论不同温度下添加钒的变化情况。

在实验中，任何影响因素最终都会导致实验钢的冷却和硬度结果不同。

关键词：铁道车辆，高强高耐候，钢焊接，连续冷却转变规律引言：目前，我国的铁路长度位居世界前列，建设铁路的地点也多种多样。

在一些自然环境恶劣，地形条件较差的地区，我国也建设了大量的铁路车辆。

但是在这些地区，铁路车辆的用钢要求更高。

再加之，目前我国的铁路车辆发展标准要求高，要求铁路车辆提高载重，提高速度，降低铁道车辆的本身重量。

因此，这对铁路车辆中的用钢要求就更高了。

使用在铁路车辆的钢不仅要具有强韧性，还要有极好的耐气候性和焊接性等等。

简单来说，钢材料不仅需要硬度达标，还需要极强的适应能力和焊接能力。

过去，我国传统的铁路车辆所建造的钢虽然硬度良好，但是耐候性差，使用寿命短。

且钢的重量也较大，无法满足铁路车辆的轻量化。

所以目前我国研制的钢材料必须要具备高强度高耐候性能。

改变钢的性能，就需要添加其他的金属元素。

例如铬、铜、镍、钒等等。

这些合金元素的添加，能够较好地改变钢的性能，并且在焊接中也能发生很大的变化。

因此，本文将会具体介绍实验钢在实验中的过程及转变规律，希望能够为相关读者提供一定的参考。

一、实验材料和实验方法目前，我们国家在实验中得到的高强度高耐候钢是S450EW。

因为这种钢的使用性能相较其他刚较好，且合金元素在反应中的转变也较为积极。

铁路货车耐候钢车体焊缝开裂原因分析及焊接修复措施摘要：铁路货车车体受大气、酸雨等介质的腐蚀，车体表面经常出现锈蚀、氧化等情况，受疲劳载荷、机械碰撞、外力作用等原因，车体出现局部破损变形，焊缝出现大量的开裂现象，为了不影响货车的正常使用寿命，保障铁路货车的安全运输，需要对货车车体各部位焊缝裂纹进行及时的焊补修复。

关键词：焊缝开裂、焊接修复、工艺措施、焊接检验前言为克服大气、酸雨等腐蚀性介质破坏，铁路货车车体一般采用具有抗腐蚀性的耐候钢制造而成，这类钢材中除含P外，焊接性与一般低合金热轧钢没有原则差别，焊接热影响区最高硬度不超过350HV，焊接性良好，加之钢材中P和C含量都控制在0.25%以下，故钢的冷脆倾向不大。

但是受钢材厚度和强度等级的增加、焊缝金属中扩散氢的总量、热影响区的脆性组织（马氏体或贝氏体）、焊接维修作业现场环境、焊缝冷却速度和焊接接头中明显的集中拉应力等影响，焊缝连接处可能产生裂纹缺陷，使得焊修后的车体结构变得不可靠，增加了车体结构在使用过程中的危险和不安全的因素，增加了返修率。

为延长货车的使用寿命和降低返修率，应合理制定铁路货车车体焊接工艺，严格执行每一步修复工艺步骤。

本文将从多个方面对焊缝裂纹产生的原因及缺陷返修措施进行分析，为铁路货车车体焊补提供理论依据。

1焊接裂纹产生原因铁路货车车体材料为耐候钢，在制造过程中，由于焊接生产现场温度过低，焊接材料与母材强度不匹配，工艺参数选用不合理，焊接成型缺陷，操作方法不当，焊接应力集中等原因，都会造成焊接后焊缝产生热裂纹和冷裂纹、弧坑裂纹以及延迟裂纹等。

当货车车体承受多次疲劳载荷后，出现裂纹现象，在焊补过程中，存在焊补情况复杂、焊接接头设计不合理、工艺措施制定不合理、操作者焊接方法不当以及执行焊补工艺处理不到位等问题，导致焊补结束后，焊缝继续出现开裂现象，严重影响车体使用寿命和使用安全可靠性。

2裂纹修补措施2.1焊接修复前的准备工作2.1.1焊前清理焊前必须做好焊道清理工作，用钢丝刷或者角磨机，将焊缝两侧10～20mm范围内的油污、铁锈和水分等清理干净，防止补焊过程中出现焊缝夹渣或气孔、未熔合等焊接缺陷。