40cr无缝钢管组织演变规律研究

40cr无缝钢管组织演变规律研究

目前，我国铁路客、货车辆车体的结构件大多是由耐候钢板经冷冲压和焊接而成的。然而，随着对车辆高速化、轻量化要求的日益迫切，用于制造车辆的板材不仅要求具有良好的耐候性，以满足车辆经受风吹雨打、阳光暴晒及温度变化大的恶劣服役条件。同时，还要求所用板材既具有较高的强度从而可大幅度减小钢板厚度从而降低车辆自重，又具有较大的加工硬化指数、较高的塑性和较低的屈强比(≤0.8)，以满足加工制造过程中的冷成形性。

传统生产的耐候钢已不能满足铁道部的新标准，迫切需要研发新的钢种。根据铁道部2010年12月下发的《铁道货车用高耐蚀型40cr无缝钢管技术条件(暂行)》新要求，铁道车辆用40cr无缝钢管的耐候性能要在目前的基础上再提高一倍(即相对腐蚀率较低到30%以下)，以进一步延长钢材的使用年限；该技术条件对铁道货车用高耐蚀型耐候钢热轧板(带)的化学成分要求为≤0.07%C，2.5～5.5%Cr，0.10～0.65%Ni。

碳元素对钢的耐大气腐蚀不利,同时碳对钢的焊接性能、冷脆性能和冲压性能有影响；铬能在钢表面形成致密的氧化膜，提高钢的钝化能力，使锈层生长速度减慢。当铬和铜同时加入时，效果尤为明显。镍是一种比较稳定的元素，加入镍能使钢的自腐蚀电位向正方向变化，增加了钢的稳定性。虽然钢中镍的加入可大幅提高耐候钢的品质，但由于镍的价格昂贵，在适当的生产工艺条件下，铬加入量提高同样可以获得高耐蚀效果，故本文采用此种成分设计。

试验用40cr无缝钢管采用20kg真空感应炉冶炼，其成分为（质量分数，%）：0.02C，3.5Cr，0.20Ni，0.25Cu，0.20Si，0.54Mn，0.019P，0.007S，0.021Nb，0.018Ti，0.003Als，其余为Fe。将实验钢进行双道次压缩试验，进行相变分析。用线切割法在铁道车辆用高耐蚀钢铸坯上取样，加工成Φ8mm×15mm的圆柱状试样进行热模拟试验，热模拟试验参数的选择参照实际生产工艺。

观察不同冷却速度下的40cr无缝钢管显微组织，根据测定的膨胀曲线以及组织观察结果，确定铁道车辆用高耐蚀钢的连续冷却转变的相变点，绘制动态CCT曲线。根据演变规律分析了冷却速度、变形等因素对铁道车辆用40cr无缝钢管组织与性能的影响。