USTB硕士选题报告-李慧远..doc

北 京 科 技 大 学 硕士学位研究生 选题报告及文献综述 论文题目：450MPa、550MPa级高强耐候钢组织性能研究 指导教师： 康永林 教 授 单 位： 材料科学与工程学院 学 号： 作 者： 李慧远 专业名称： 材料加工工程 入学时间： 2008年11月日 目 录 1 引言 1 1.1 课题背景及意义 1 1.2 课题来源 2 2 文献综述 3 2.1 耐候钢的发展状况 3 2.1.1 国外耐候钢的发展状况 3 2.1.2 国内耐候钢的发展状况 7 2.1.3 近年耐候钢的研究情况 9 2.2 耐候钢的大气腐蚀研究进展及锈层研究 12 2.2.1 金属材料的大气腐蚀 12 2.2.2 耐候钢的锈层研究 14 2.3 耐候钢的性能特点 19 2.3.1 耐候钢的耐大气腐蚀性能 19 2.3.2 耐候钢的力学性能和成形性能 20 2.3.3 耐候钢的焊接性能 21 2.4 合金元素在耐候钢中的作用 24 2.5 控制轧制和控制冷却 27 2.5.1 基本观点 27 2.5.2 控制轧制的实质 29 2.5.3 控制冷却 29 2.5.4 微合金化元素对控轧控冷的影响 30 3 研究内容及研究方案 32 3.1 研究内容 32 3.2 研究路线 32 3.3 实验方案 33 3.3.1 耐候钢的实验室冶炼及成分分析 33 3.3.2 试验钢的实验室热轧 35 3.3.3 耐候钢的力学性能和成形性能分析 36 3.3.4 耐候钢的组织分析 37 3.3.5 耐候钢的耐腐蚀性能分析 37 3.3.6 耐候钢的焊接性能分析 38 3.4 研究重点和难点 38 3.4.1 研究重点 38 3.4.2 研究难点 38 4 课题进度安排 39 参考文献 40 引言 课题背景及意义 人类的进步和材料的发展是密不可分的，人类的历史实际上就是一部材料的发展史。随着社会的发展，各种新型材料——陶瓷材料、有机材料、纳米材料等应运而生。但钢铁材料具有价格低廉、资源丰富、生产规模大、易于加工使用、性能可靠、便于回收等特点，在二十一世纪仍是占主导地位的结构材料，并且需求量有逐渐增大的趋势。如果仅增加产量，必受到资源的制约，也给环境带来沉重负担。因此钢铁材料发展的方向是，“提高质量、发展品种、节约资源、协调环境、降低成本”，世界各国也都提出新一代钢铁材料计划。日本提出的提高强度和寿命、降低成本、减少环境负担的STX-21项目，要确立一种具有均匀的多相组织，晶粒直径在1μm以下的超细晶粒组织钢的生产技术。韩国也提出采用变形诱发动态相变来细化晶粒的超细晶粒钢研究。我国提出的“新一代钢铁材料的重大基础研究”，为将占钢产量60%以上的碳素钢、低合金钢和合金结构钢的强度和寿命提高一倍，提出了均质化、纯净化、细晶化的技术路线。[,] 钢铁材料暴露在大气中，必然要受到大气腐蚀的破坏，因大气腐蚀而引起的金属损失约占总腐蚀损失量的一半以上。[] 钢铁材料在大气环境中的腐蚀不仅给国民经济带来巨大的损失，还给人们的日常生活带来严重的影响，也会耗费大量宝贵的能源。 为了提高钢的耐大气腐蚀性能，世界各国相继进行耐候钢的开发。耐候钢又称耐大气腐蚀钢，是在普通碳素钢的基础上添加少量的Cu、P、Cr、Ni、Ti、V、RE等合金元素，具有比普碳钢更强的耐大气腐蚀能力的低合金钢。耐候钢广泛应用于交通运输、建筑等行业，特别是集装箱、汽车和火车车体、桥梁结构等的制作。耐候钢作为一种抗大气腐蚀的高效钢材，它在不涂漆的情况下直接在大气环境中使用，并随大气暴露年限的增长其耐腐蚀性能越好，其耐蚀性能是普通碳钢的2～8倍。上世纪30年代，美国ASTM通过对不同成分的钢种进行16年不同环境下（包括乡村、工业及海滨）的腐蚀试验，结果发现Cu、P、Si、Cr、Ni、Mo等合金元素在耐大气腐蚀方面表现最为优越，V、Mn、Al、Co等合金元素次之，而S元素在耐腐蚀方面表现最为不利。在此期间，U.S.Steel首先研制成功了耐腐蚀高抗拉强度的含Cu低合金钢——CORTEN钢，并在上世纪60年代不涂漆直接用于建筑和桥梁。随后世界各国相继进行了仿制和改进，基本都是在美国CONTEN钢成分的基础上进行相应的调整和优化。 高强度耐候钢是指屈服强度不小于400MPa的耐候钢，这类钢在特种集装箱及高速火车车箱的制造上有着广阔的应用前景。集装箱运输是现代化的运输方式，它具有快捷、安全、节省、高效等优越性。随着国际贸易的活跃，多式联运的发展，大陆桥的沟通，发展集装箱运输愈来愈重要，集装箱运输的发展带动了集装箱制造业及其配套行业的发展。到目前为止，我国集装箱产量已达世界