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由于重轨钢特殊的工作条件,既要承受重载、磨损,又由于表面缺乏有效的保护而遭受腐蚀,尤其在潮湿的环境中,这一问题变得愈发严重。为此,本文以包钢生产的珠光体组织重轨钢U75V和U76CrRE、低碳贝氏体组织重轨钢KB1250,以及本工作冶炼的不同加工工艺实验钢为实验材料,探讨了包钢重轨钢及不同工艺实验钢在工业大气环境下的腐蚀行为。 利用实验室周期浸润实验方法研究探讨了重轨钢在工业大气环境下的腐蚀行为。观察并分析了重轨钢的表面腐蚀形貌;利用失重法对比了重轨钢的平均腐蚀速率;利用XRD分析了重轨钢的锈层物相组成;利用电化学方法测试了带锈试样的稳态极化曲线和交流阻抗谱,分析了其电化学衍变规律;考察了实验钢的力学性能。 包钢重轨钢研究结果为:1)整个腐蚀周期内,三种重轨钢的腐蚀类型均为均匀腐蚀,其中以低碳贝氏体重轨钢KB1250的锈层均匀性、连续性最好,珠光体重轨钢U76CrRE和U75V次之;2)在RE和Cr元素的作用下,重轨钢U76CrRE的珠光体组织更细化,珠光体团及珠光体片间距更小,并使重轨钢U76CrRE中的MnS夹杂物呈现球化。Cr和RE元素明显提高了珠光体重轨钢的耐工业大气腐蚀性能;3)由于低碳贝氏体重轨钢添加了Cr、Ni及Mo等耐蚀元素,相比珠光体重轨钢表现出更优的耐腐蚀性能;4)本实验条件下,重轨钢的锈层物相组成均为α-FeOOH和γ-FeOOH。Cr等耐蚀元素能够促使重轨钢锈层中快速生成并提高稳定性的物相α-FeOOH在腐蚀产物中的比率,提高了锈层的致密度,从而增强了锈层对基体的保护能力。 实验钢研究结果为:1)本文中的实验钢经轧制后能够促进基体中阳极活性溶解点的均匀分布及腐蚀产物快速均匀地增加,减少锈层中的孔洞和裂缝,提升锈层的致密度,从而减轻了基体的腐蚀程度,提升了轧制实验钢的耐工业大气腐蚀能力;2)结合实验钢的组织和夹杂物分析,轧制实验钢的珠光体团和珠光体片间距较锻造实验钢的明显要小,夹杂物种类也较少,MnS夹杂物形状由条状转变为球状,经轧制后实验钢的腐蚀性能、力学性能及踏面硬度有较大程度的提升。