CUPTIRE耐候板性能及其尺寸效应的研究.pdf

中斟分类号：U 2 7 0 ．4U D C ：学授代弼：1 0 0 0 4 害级：公开北京交通大学 工程硕士学位论文0 9 C u P T i R e 耐侯板性能及其尺寸效应的研究Y 1 0 8 j 7 3 5M e c h a I l i c a lP r o p e r 【i e sa n dn ’sS j z eE 陆c to f 0 9 C u P T i R eW e a t h e r p m o f S C e e l作者姓名：常龙导师姓名：何庆复工程领域：机械工程学号：O u 3 0 0 6 7职称：教授学位级别：工程硕士北京交通大学2 0 0 7 年6 月』E 斑窑丝厶：羔曼! 尘受：￡竺芷迨奎△旦SI 壁△￡!A B S T R A C TI nt h i sp a p e r ’t h es t r e n g t ha n di m p a c tt o u g h n e s so f0 9 C u P T i R ew e a t h e r p r 0 0 fs t e e li nV 撕o u st h i c k n e s sp r o d u c e db yt w od i 行e r e ms t e e lc o m p a n yw a st e s t e d ．B yu s i n gs t a t i s t i c sm e t h o dt oa n a I y z et h et e s t e dd a t a ，i ti ss h o w e dt h a tt h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so f0 9 C u P T i R ew e a t h e r p r o o fs t e e lc a I lm e e tt h er e q u i r e m e n to ft h eT B ／T1 9 7 9 ·2 0 0 3 ．c h e r ei sn os p e c i a ld i 腩r e n ti ns t e e lp l a t e ’ss t r e n 昏hp r o p e n i e sb e 研e e nt w om a n u f a c t o 叫w o r k s ．w i I ht h ed e c r e a s i n go fi t ’st h i c k n e s s ，b o t ho ft h es t r e n 昏ha n dp l a s t i c i t yp r o p e n yo f s t e e Ip l a t ea r ei n c r e a s e db e c a u s eo f c r y s t a lg r a i ns i z er e 6 n ec a u s e db yq u i c k e rc 0 0 1 i n gs p e e d ．B u tc I e a rd i f I 色r e n ti ss h o w e di ni m p a c tt o u g h n e s sp r o p e n i e sb e t w e e nt w om a n u f a c t o r yw o r k se s p e c i a U ya tI o wt e m p e r a t u r e ．T h ei m p a c tt o u g t l l l e s sd a t ai sn o tp r o p o r t i o n e dw i t ht h es e c t i o na r e a s0 f s a m p l e ，i th a ss i z ee f r e c tn o tc a u s e db yt h ed i 腩r c n to fs t e e lp l a t e ’st h i c k n e s sb u tt h ed i 腩r e mo fs a r n p l es i z e ．T h ee 肫c ti s， d i n ’e r e ma c c o r d i n gt ot h ei m p a c tt o u g h n e s so fs t e e lp l a t e ．T h ei m p a c tt o u g h n e s si n c r e a s e dw i mi t ss e c t i o na r e ag e t t i n gI a r g ew h e ni t sm o s to ff h c t u r es u r f a c ei sd u c t i l e ，b u ti m p a c tt o u g l l I l e s sd e c r e a S e dw i t hi t ss e c t i o na r e ai n c r e a S i n gw h e ni t sm o s to ff h c t u r es u r f h c ei sb r i t t l e ．A st h er e s u l t ，t h ew e a t h e r p r o o fs t e e l0 9 C u P T i R ec a no b t a i n e dg o o di m p a c tt o u g h n e s sa tl o wt e m p e m t u r eb yc r y s t a lg m i ns i z er e 丘n e da n ds t e e ll i q u i d sp u r i 巧e d ．C o n s i d e r e do f t h es i z ee f r e c t ，i ts h o u l db es l i p u l a t e dt h a tt h ei m p a c ta b s o r b i n ge n e 瑁yo f0 9 C u P T i R es h o u l dn o tl e s st h a n2 7 Jw h a t e V e rs i z eo fs a m p l ei su s e d ．M o r ee V e r ，t h et e s t i n gr e s u I t ss h o w sm a tt h er a t i oo fy i e l ds t r e n g t ha J l dt e n s i l es t r e n 舒hi sa b o u t0 ．7 8n o tl e s st h a nO ．7 5a sT B ／T 1 9 7 9 ·2 0 0 3s t i p u l a t e d ．T h i ss t i p u l a t i o ns h o u l db ec a n c e l l e db e c a u s er e q u i r e dl o w e rr a t i oo fy i e l ds t r e n 殍ha n dt e n s i I es t r e n g mm e a n sl a 玛ec r y s t a l笋a i ns i z e ，a n dm a yb ec a u s e db a di m p a c ta b s o r b i n ge n e 昭ya tl o wt e m p e r a t u r e ．K E Y W o R D S ：W e a t h e r p r o o f s t e e l ；S t r e n g t h ；S i z ee f r c c t ：I n l p a c tt o u g i l l l e s sa t1 0 wt e m p e m c u r e致谢本论文足在我的导师何庆复教授的悉心指导下完成的，何教授对我的论文提出了许多的宝贵意见和建议，其严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响，在此表示衷心的感谢。

在本论文的实验和数据收集阶段，北京二七车辆厂理化实验室的同事们对我论文中的试验工作给予了热情帮助，特别是物理组的郭旭等同志直接参与了大部分试验工作，在此向他们表达我的感激之情另外也感谢单位的领导和我的家人，足他们的理解和支持使我最终能够完成我的学业』E瘟奎地基堂皇：坠亟：￡生i !迨塞缝迨1 绪论1 ．1 引言耐侯钢又称耐大气腐蚀钢，因其在空气中的腐蚀速度比普通钢板大大降低，在铁路货车中得到了广泛应用，发迭目家铁道车辆广泛采用耐侯钢制造我国从8 5 年开始将耐候钢应用于铁路车辆的制造，其中以0 9 c u P T i R e 用量最大0 9 c u P T i R e 足我国自主开发的耐侯钢材，并于1 9 8 7 年列入铁道行业标准但T B l 9 7 9 —8 7 中对其机械性能仅做了强度、延伸率和冷弯的要求，没有冲击韧性的要求随着铁路运输的发展，对板材的性能要求也越来越高，特别是车辆的主要受力梁件，如中梁、枕梁等应有足够的低温冲击韧性，以防低温脆断事故为此在2 0 0 0 年1 月铁道部运输局在武汉开会对钢材生产厂家提出了新的耐侯钢技术条件( 运装货车[ 2 0 0 0 ] 1 3 7 号文) ，增加了对一4 0 ℃低温冲击韧性的要求，并在2 0 0 1年3 月在成都开会对技术条件做了进一步补充修改，作为定货条件让钢厂组织生产，在此基础上形成了新的耐侯钢标准T B ／T 1 9 7 9 —2 ∞3 《铁道车辆用耐大气腐蚀钢定货技术条件》，于2 0 0 3 年颁布实施。

自2 0 0 0 年新技术条件颁布后，各生产厂家按新标准组织了生产，钢材生产厂家为了满足冲击韧性的要求，除对冶炼及轧制工艺进行改进之外，对化学成分也在技术条件允许范围内进行了调整，如含碳量取下限，磷含量也尽可能取下限，这样在一定程度上影响了钢材的其他机械性能，与原技术条件下生产的钢板性能有所不同，有必要对其性能重新进行评估本文通过对不同钢厂生产钢材的性能进行对比分析，以期了解其质量特点及产生原因，对钢材质量的提高起到指导作用，为铁标技术条件的进一步修订提供科学依据1 ．20 9 e u P T i R e 国内生产和研究现状0 9 c u P T i R e 是我国自主歼发的不含铬镍等贵重合金元索的耐侯钢，主要应用于铁道货车车辆的制造，1 9 8 7 年列入铁道行业标准，其性能和化学成分指标见表1 ．1 由于设计及生产车型等方面原因，耐侯钢开始在铁道车辆上的应用并不广泛，生产厂家也不多，其性能和质量问题并不突出随着铁路运输的发展，特别是c 6 4等新型重载货车大量采用耐候钢制造，对o g c u P T i R e 耐侯钢的需求量大增，生产耐侯钢的厂家也增加许多由于各生产厂家的技术水平参差不齐，其产品质量差别较大。

为规范耐侯钢的生产，同时也为了适应新的铁路运输条件，铁道部运输局2 0 0 0 年1 月在武汉组织部分钢材生产厂家和车辆生产厂对原有的耐侯钢技术标准进行了讨论修改，提出了新的铁道车辆用耐大气腐蚀钢供货技术条件( 运装货』￡立窑遁厶堂主! 咝亟：￡：差I ! 迨之垡迨表1 ．10 9 c u P T i R e 机械性能和化学成分指标( T B l 9 7 9 —8 7 )0 9 C u P T i R e 化学成分c 0 6S i 钙Ⅵn ％P ％S 药C u ％T i ％R e ％≤0 ．1 20 ．2 0 ’0 ．1 00 ．2 j 、0 ．5 j0 ．0 7 0 ’0 ．1 2≤0 ．0 4 0O ．2 j ’0 ．3 5≤0 ．0 3 0加入瞳≥0 ．1 50 9 C u P T i R e 机械性能( 热轧扳)ob ( ⅥP a )o P a )6 ；( ％)o ／ob≥3 9 2≥2 9 4≥2 4≤O ．7 2车[ 2 0 0 0 ] 1 3 7 。