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耐候钢板定制通过加入耐候性元素,使钢铁材料在锈层和基体之间形成一层约50~100μm厚的致密且与基体金属粘附性好氧化物层。
由于这层致密氧化物膜的存在,阻止了大气中氧和水向钢铁基体渗入,减缓了锈蚀向钢铁材料纵深发展,从而大大提高了钢铁材料的耐大气腐蚀能力。
耐候钢板定制具有良好的抗大气腐蚀性能,其中合金元素起到决议性的作用,包括障碍绣层的生长;推延绣的结晶;障碍裂纹和缺陷。碳对钢的耐大气腐蚀不利。影响焊接、冷脆和冲压性能。耐候钢板定制中碳被控制在0.12%以下。铜耐大气腐蚀。铜在钢的基体上构成防绣阻挠层,但铜在晶体之间构成晶间作用,容易产生裂纹。磷是进步耐大气腐蚀性能主要的元素之一。
国外研发历程
从性能出发:国外耐候钢板定制中去掉某些元素,改加其它元素,如:CuPCrNi钢中降低P含量可以改善钢的焊接性能,降低P含量提高Mn含量有英国的BS968钢(15CrMn2NiCu),降低P含量加Ti的有前苏联的HM钢(15CrMnCuTi)等。
从资源成本出发:有些耐候钢板定制可以去掉Ni,改用其它元素,如Cu-Cr系、Cr-Al系。如提高Mn加V的有美国Corten-B,提高Mn的有日本的JIS SMA41系列钢。
**型材料的开发:80年代,日本在JIS SMA系列钢的基础上,把Ni提高到3%,耐蚀试验研究连续做了9年,开发出新型钢种,耐候钢板定制,焊接性、力学性能、耐蚀性能均大大**过SMA系列。
1)耐候钢板定制的钢锭的成分偏析比较严重,特别是C、S、P等元素。冶炼和铸锭时应予以注意。
由于大钢锭的凝固结晶缓慢,细小的夹杂物**会聚集而形成粗大的肉眼可见或超声波探伤能够检查出的大夹杂物,钢锭的下部常出现硅酸盐沉积堆,锻造时应予以切除。
2)耐候钢板定制在锻造后常常得到粗大而不均匀的再结晶晶粒,奥氏体的晶粒度,一般是在3~4级,有时还会更大。耐候钢板定制不能一火锻成,需要进行多次加热、少锻造。由于这些特点,加之偏析和夹杂物的影响,所以耐候钢板定制应**心部能够锻透,锻造比应在2.5~4范围内,以使钢锭内部组织均匀化,裂纹和疏松得到焊合
3)耐候钢板定制在加热和冷却时内外温差比较大,热应力和组织应力也比较大加热冷却不当有可能造成开裂,由于截面尺寸大,氢的逸出比较困难,应防止白点的形成。耐候钢板定制回火后快冷也会产生很大的残余应力,如直径700mn的34CrNi3Mo钢锻件在650℃回火后油冷,其轴向残余应力可达279MPa。
因此,大锻件回火后也应缓冷,以减少残余应力。耐候钢板定制用钢在选择耐候钢板定制用钢时,应根据锻件的尺寸、力学性能的要求、零件的服役条件和工艺性能等因素来考虑。