Q450NQR1是以 Cu, Cr,N i合金化为主的屈服强度达 450 MPa以上的高强耐候钢 ,其耐大气腐蚀性能是决定使用性能的重要指标之一。
通常利用加速腐蚀试验采用失重法表征耐候钢的耐大气腐蚀性能。
通过周期浸润模拟加速腐蚀试验 ,对比研究了高强耐大气腐蚀钢 Q450NQR1和普碳钢 Q345qD的加速腐蚀性能 ,并用 XRD对锈层的相组成进行了分析。
结果表明 :在试验条件下 , Q450NQR1的腐蚀失重量和失重速率明显低于普通碳钢 Q345qD。
Q450NQR1表面锈层主要由保护性较好的 α2FeOOH相组成 ,该锈层为基体提供了良好而稳定的保护作用。
耐候钢，即耐大气腐蚀钢，是指在普碳钢中添加一定量的 Cu、P、Cr、N i等合金元素制成的一类具有优良耐大气腐蚀性能的低合金钢。
早在 20世纪初期，欧美等一些发达国家就对钢在各种环境条件下的耐大气腐蚀性能进行了系统研究，确定了各种合金元素对钢铁耐候性的影响，并相应进行了耐候钢产品的开发。
美国于 1933年开始生产耐候钢，并于1964年首次将耐候钢用于高速公路桥梁，1989年后则开始在桥梁上大规模应用耐候钢。
在我国，耐候钢主要用于制造集装箱和铁路货车车体。
2001年之前研制和生产的耐候钢强度级别较低，如09CuPTiRE、09CuPCrNi等。
2001年铁道部提出了货运车体高速重载的设计要求。
为适应设计要求，降低车辆自重系数，必须提高耐候钢的强度，为此宝钢开发生产了屈服强度高达450MPa的新一代高强耐候钢Q450NQR1。
对于铁道车辆用耐候钢 ,除了保证力学性能及焊接性能外 ,耐大气腐蚀性能是其重要性能指标。
耐大气腐蚀性能可通过实际大气挂片暴露试验和试验室加速试验进行评定。
前者的试验数据真实可靠，但试验周期较长，一定程度上限制了对钢种开发和使用的指导。
因此，快速有效的试验室模拟加速评价方法倍受关注。
为了解 Q450NQR1耐大气腐蚀性能，笔者根据《中华人民共和国铁道行业标准 TB /T2375—93 (铁路用耐候钢周期浸润腐蚀试验方法 ) 》对 Q450NQR1的加速腐蚀性能进行了研究 ,并与 Q345qD普碳钢进行了比较。
采用 XRD分析了锈层的物相组成 ,并讨论了耐候钢锈层的保护性。
1 试验方法试验用 Q450NQR1及对比 Q345qD的化学成分见表 1。
试样取自厚度为 6 mm 热轧态原板，样品经机械加工，尺寸为 60 mm ×40 mm ×3 mm，表面为磨床加工态。
周浸循环腐蚀试验溶液是 pH值为 4. 4～4. 8,摩尔分数为 0. 01 M 的 NaHSO3。
溶液温度 45℃，环境相对湿度 RH75%，烘烤后试样表面最高温度为 70℃。
单次循环腐蚀周期设定为 60 m in,其中浸润12min，干燥 48 min。
总的试验周期分别设定为48, 72, 96，120次循环。
每次采用 5块平行试样。
试验前所有试样先经脱脂处理 ,然后分别在丙酮和无水酒精中清洗 ,热风机吹干 ,测量试样原始尺寸并称重后 (精度 0. 1 mg)置入干燥器中备存待用。
腐蚀试验完毕 ,采用添加了缓蚀剂的盐酸溶液清除表面锈层 ,待锈层除尽后先于蒸馏水中刷洗表面 ,然后置入无水乙醇中清洗后吹干，干燥器内放置24h后称重。
2、试验结果2. 1 周浸循环腐蚀试验图 1为试验钢种不同循环周次的腐蚀失重曲线。
由图可见，随 着 腐 蚀 循 环 次 数 的 增 加 ,Q450NQR1和 Q345qD 的腐蚀失重增加 ,与循环周次之间近似线性关系 ,但在相同的循环周次下 ,Q450NQR1的失重量远远低于 Q345qD。
图 1 试验钢种不同循环周次的腐蚀失重曲线图 2为不同钢种不同循环周次后的平均腐蚀失重速率曲线。
可见 ,在相同的循环周次下普碳钢的腐蚀失重速率远远高于耐候钢。
随着时间的延长 ,普碳钢的腐蚀失重速率呈下降趋势 ,而耐候钢的腐蚀失重速率基本保持恒定。
此外 ,在试验后试样表面锈层清除过程中还发现 ,普碳钢表面锈层疏松 ,在盐酸溶液中非常易于去除 ;而耐候钢表面锈层致密 ,去除困难。
图 2 试验钢种不同循环周次的腐蚀失重速率曲线2. 2 XRD 物相分析72次周浸循环腐蚀试验后的试样表面用清水漂洗干净 ,用热风吹干 ,然后刮取约 3 mg的表面锈层 ,研磨成细粉进行 XRD分析 ,结果见图 3。
图 3 72次周浸腐蚀试验后钢种表面锈层的 XRD谱图本次实验的分析讨论和总结，明天会在同一时间发出，敬请留意哦！以上摘自：宝钢研究院，加速腐蚀环境下高强耐候钢 Q450NQR1的耐蚀性能研究