40cr無(wú)縫鋼管組織演變規律研究

目前，我國鐵路客、貨車(chē)輛車(chē)體的結構件大多是由耐候鋼板經(jīng)冷沖壓和焊接而成的。然而，隨著(zhù)對車(chē)輛高速化、輕量化要求的日益迫切，用于制造車(chē)輛的板材不僅要求具有良好的耐候性，以滿(mǎn)足車(chē)輛經(jīng)受風(fēng)吹雨打、陽(yáng)光暴曬及溫度變化大的惡劣服役條件。同時(shí)，還要求所用板材既具有較高的強度從而可大幅度減小鋼板厚度從而降低車(chē)輛自重，又具有較大的加工硬化指數、較高的塑性和較低的屈強比(≤0.8)，以滿(mǎn)足加工制造過(guò)程中的冷成形性。

傳統生產(chǎn)的耐候鋼已不能滿(mǎn)足鐵道部的新標準，迫切需要研發(fā)新的鋼種。根據鐵道部2010年12月下發(fā)的《鐵道貨車(chē)用高耐蝕型40cr無(wú)縫鋼管技術(shù)條件(暫行)》新要求，鐵道車(chē)輛用40cr無(wú)縫鋼管的耐候性能要在目前的基礎上再提高一倍(即相對腐蝕率較低到30%以下)，以進(jìn)一步延長(cháng)鋼材的使用年限；該技術(shù)條件對鐵道貨車(chē)用高耐蝕型耐候鋼熱軋板(帶)的化學(xué)成分要求為≤0.07%C，2.5～5.5%Cr，0.10～0.65%Ni。

碳元素對鋼的耐大氣腐蝕不利,同時(shí)碳對鋼的焊接性能、冷脆性能和沖壓性能有影響；鉻能在鋼表面形成致密的氧化膜，提高鋼的鈍化能力，使銹層生長(cháng)速度減慢。當鉻和銅同時(shí)加入時(shí)，效果尤為明顯。鎳是一種比較穩定的元素，加入鎳能使鋼的自腐蝕電位向正方向變化，增加了鋼的穩定性。雖然鋼中鎳的加入可大幅提高耐候鋼的品質(zhì)，但由于鎳的價(jià)格昂貴，在適當的生產(chǎn)工藝條件下，鉻加入量提高同樣可以獲得高耐蝕效果，故本文采用此種成分設計。

試驗用40cr無(wú)縫鋼管采用20kg真空感應爐冶煉，其成分為（質(zhì)量分數，%）：0.02C，3.5Cr，0.20Ni，0.25Cu，0.20Si，0.54Mn，0.019P，0.007S，0.021Nb，0.018Ti，0.003Als，其余為Fe。將實(shí)驗鋼進(jìn)行雙道次壓縮試驗，進(jìn)行相變分析。用線(xiàn)切割法在鐵道車(chē)輛用高耐蝕鋼鑄坯上取樣，加工成Φ8mm×15mm的圓柱狀試樣進(jìn)行熱模擬試驗，熱模擬試驗參數的選擇參照實(shí)際生產(chǎn)工藝。

觀(guān)察不同冷卻速度下的40cr無(wú)縫鋼管顯微組織，根據測定的膨脹曲線(xiàn)以及組織觀(guān)察結果，確定鐵道車(chē)輛用高耐蝕鋼的連續冷卻轉變的相變點(diǎn)，繪制動(dòng)態(tài)CCT曲線(xiàn)。根據演變規律分析了冷卻速度、變形等因素對鐵道車(chē)輛用40cr無(wú)縫鋼管組織與性能的影響。