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铁路是陆地上最环保、最节能的运输方式,高速铁路充分发挥了铁路运输的潜力,当今铁路运输正向高速化、重载化方向发展。钢轨作为重要的轨道部件,其质量与铁路运营的安全和效率有着直接关系,钢轨的腐蚀造成的损耗是一个越来越严重的问题,故世界各国学者对与提高钢轨的耐腐蚀性进行了一系列的研究。本文以已经工业化生产的U71Mn为基准,向其中分别添加质量分数为0%、0.002%、0.004%、0.006%和0.008%的稀土元素La,经10kg感应电炉模拟冶炼、铸锭、轧制等工艺流程制备样品,探究镧元素对重轨钢组织与耐腐蚀性能的影响。利用FactSage7.1热力学计算软件研究了镧对钢中各析出相的影响。结果表明:试验钢在800~1600℃主要析出相有硫化物,稀土氧化物和硅酸盐。镧的加入对于含氧酸盐的析出有抑制作用,加入0.008%稀土La后,钢中Mn的含氧酸盐的含量下降了100%。对试验钢的组织和耐腐蚀性能进行分析发现,本实验条件下镧元素加入后对于重轨钢U71Mn的珠光体片层间距起到了一定的影响,随着镧元素的加入珠光体片层间距先减小后增大,在加入0.004%时达到最小,为0.248μm,比起未加入稀土La的样品珠光体片层间距减小了27.61%。从锈层的表面形貌来看,加入适量的镧元素有利于腐蚀初期外锈层晶粒的充分生长,外锈层当中的γ-FeOOH的晶粒尺寸明显大于其他样品,这对于腐蚀反应后期的羟基氧化铁晶型的转变有利。对于钢材的耐腐蚀性能从失重实验数据来看,随着珠光体片层间距的减小钢材的腐蚀失重变小,腐蚀失重速率降低,加入40ppmLa后腐蚀失重速率降低了12.5%。从电化学的角度分析,珠光体片层间距最小的实验钢的腐蚀电流在腐蚀的中后期远远低于珠光体片层间距比较大的实验钢,腐蚀电流比较小说明腐蚀反应发生的比较缓慢。对于腐蚀后锈层的物相分析表明在锈层当中存在内外锈层,相对致密的内锈层可以阻碍外界与铁基体的接触,减缓腐蚀反应的发生。更细的珠光体片层间距可以产生更多的致密的内锈层,腐蚀反应进行的也就更慢。