耐候钢09CuPTiRe的试制开发

09CuPTiRe为高耐侯性结构钢,钢中加入少量Cu、P、Ti、 Re合金元素,在钢表面形成保护层,提高钢的耐大气腐蚀性。该钢种性能要求σ_b≥390MPa、σ_s≥295MPa、δ_5≥24％。它被广泛应用于铁道车辆和集装箱制造。     

稀土改善09CuPTiRE耐候钢耐蚀性的作用机理

应用扫描电镜(SEM)、离子探针(IMA)、X射线光电子能谱(XPS)和交流阻抗法研究含不同稀土耐候钢稀土提高耐大气腐蚀作用机理。结果表明,合适的稀土含量可显著提高钢的耐腐蚀性,稀土能促进Si、Cu和P在内锈层中以Si~(4+)、Cu~+和P~(5+)形态富集,并观察到锈层中的稀土。钢中加入稀土形成了致密连续厚而粘附性好的含硅铜稀土的复合铁锈层,从而提高了抗大气腐蚀性能。     

窄带SPA—H耐候钢转炉冶炼的开发

采用“转炉-窄带”工艺路线开发生产SPA—H耐候钢带替代同品种“电炉-窄带”。研究转炉冶炼SPA—H耐候钢带的内控成分，探讨为改善力学性能、中间裂纹而采取的工艺措施。     

神户制钢研发降低生命周期成本的桥梁用耐候钢

鉴于钢制桥梁对生命周期成本降低的强烈要求，因而耐候钢的使用量持续增加，但一般耐候钢在含氯环境中的耐蚀性不足。日本神户制钢研发出Super-Ticor耐候钢。新产品取消Cr，避免PH值降低，造成锈点附近氯离子富集而恶化锈蚀；添加Ti，在含氯环境下形成β-FEOOH锈蚀，并使β-FEOOH粒子细化，防止氯离子或水分子侵入，保持锈层的致密和稳定。螺钉和焊材也以同样原理进行设计，使其锈蚀电位相同。此外，为使用于高盐分环境（海滨）或城市中原需涂漆的桥梁，神户制钢以上述底材再经过多层涂敷后开发出Eco-View涂层板。目前经实际应用，由暴露试验3年评估显示，其板厚耗损约为传统板材的三分之一。     

焊接箱型截面构件在不同焊缝熔深下承载力性能试验研究

为了有效改善大跨度桥梁中管翼缘焊接箱型截面构件的耐久性的问题,提出采用耐候钢代替普通钢的管翼缘箱型截面梁。同时,为了研究耐候钢管翼缘焊接箱型截面构件填充混凝土后在全熔透和部分熔透条件下的单轴承载力性能,开展了焊接矩形截面在三种不同焊缝熔深下的耐候钢管混凝土截面轴压短柱试验研究。分别测试每个试件在单轴压力作用下的静态应变、动态应变,以及竖向位移和侧向位移。对比构件承载力的试验结果及理论分析结果,得出不同熔深下焊接箱型截面管翼缘组合构件的承载力性能。研究结果表明:1）耐候钢管翼缘焊接箱型截面构件的全熔透焊缝承载力高于部分熔透焊缝承载力。2）全熔透试件开裂时的竖向位移较部分熔透试件的位移值大,而不同熔深下构件的横向位移测点L4随轴压荷载的增大而有增加,L3测点横向位移规律不明显。3）不同耐候钢管翼缘焊接箱型截面构件横向整体受拉,局部在顶部角部位置受压。构件的混凝土内部和钢板表面应变情况复杂,规律不明显。     

Q690q耐候桥梁钢免预热焊接热影响区的组织性能

 针对Q690q耐候桥梁钢,利用MMS-300热模拟试验机进行焊接热循环过程模拟试验,研究了10.5~114.9 kJ/cm热输入下粗晶热影响区(CGHAZ)、细晶热影响区(FGHAZ)和不完全相变热影响区(ICHAZ)的微观组织以及冲击韧性、硬度的变化情况,并观察了冲击断口形貌,然后采用优选的焊接热输入,进行了免预热的药芯焊丝熔化极气体保护焊(FCAW)和埋弧焊(SAW)的焊接工艺评定试验。结果表明,热输入较低时,CGHAZ和FGHAZ主要生成板条马氏体组织、ICHAZ出现岛状的M/A组元,其冲击韧性低、硬度高;热输入较高时,CGHAZ主要生成大尺寸的粒状贝氏体、准上贝氏体或上贝氏体组织,同时大尺寸的块状M/A组元数量不断增加、尺寸变大,其冲击韧性显著降低。FGHAZ生成较多多边形或准多边形铁素体、珠光体等高温转变组织,其硬度降低明显。ICHAZ除生成准多边形铁素体、无碳化物贝氏体和退化珠光体外,回火索氏体基体组织中的碳化物颗粒尺寸不断变大,其强韧性不断降低;热输入为18.2~25.7 kJ/cm时,CGHAZ以板条束细小且异向的板条贝氏体为主、FGHAZ形成细小均匀的板条贝氏体和粒状贝氏体组织、ICHAZ主要为细小的回火索氏体和板条贝氏体组织等,试验钢热影响区各亚区均具有高冲击韧性和与母材相当的硬度。因此,优选焊接热输入应控制在18.2~25.7 kJ/cm范围内。采用(22±1) kJ/cm的焊接热输入,开发的40 mm厚Q690q耐候桥梁钢板在免预热焊接条件下的FCAW和SAW焊接接头均具有良好的可焊性和焊接性能,热影响区的强韧性与母材相差不大。从而成功实现了Q690q耐候桥梁钢免预热焊接的实验室尝试。     

海洋工程用钢的大气腐蚀与耐候钢的发展

综述了海洋工程用钢的大气腐蚀行为与耐候钢发展方面的研究,特别是近十余年来国内外的相关成果。首先介绍了钢大气腐蚀的电化学模型,并从耐候钢特殊的锈层结构与合金元素作用两方面论述了耐候钢的锈层保护机制;然后分析了环境因素,包括相对湿度与污染物、光照、锈层损伤等,对耐候钢大气腐蚀行为的影响;最后总结了耐候钢的发展历程以及晶粒尺寸与显微组织等非合金因素在耐候钢发展中的作用,可为新型耐候钢的设计与应用提供指导。     

微量Nb、V对高强度耐候钢组织与性能的影响

对低碳的0.4Cu-0.07P-0.6Cr-0.3Ni高强度耐候钢分别添加0.026%Nb或0.073%V后,进行同一轧制工艺试验和正火处理,结果发现含Nb钢比含V钢塑韧性高但强度低,且组织更易发生岛状马氏体或粒状贝氏体转变。