新一代铁路车辆用耐蚀钢全流程关键技术创新及应用

09月

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近日，冶金科学技术奖励委员会召开，决定对85个项目授予2018年中国钢铁工业协会、中国金属学会冶金科学技术奖，由鞍山钢铁股份有限公司等多个单位共同完成的“新一代铁路车辆用耐蚀钢全流程关键技术创新及应用”项目荣获2018年冶金科学技术奖一等奖。

新一代铁路车辆用耐蚀钢采用全新的设计理念，根据原钢板在运营维护过程中发现的问题，在保持接口关系及性能要求不变的前提下，优化耐腐蚀、耐磨设计，充分考虑腐蚀最苛刻部位腐蚀情况，最终实现整车的防腐性能得到提高。

如何更好耐苛刻腐蚀？

2012年前，国内铁路货车制造采用的材料主要为耐大气腐蚀钢Q450NQR1、铝合金和不锈钢。铝合金和不锈钢成本昂贵，耐大气腐蚀钢Q450NQR的耐腐蚀性能不能满足要求，急需更新换代产品。

该项目成果为新一代铁路车辆用耐蚀钢的设计、冶炼、连铸、轧制等生产工艺技术，焊材配套开发，耐腐蚀机理及评价，铁路行业示范应用等全流程关键技术创新集成。以下是在研制和应用过程中取得如下重要理论和技术创新成果：

1、项目针对铁道运煤敞车运输酸性介质的腐蚀问题，建立了添加Cr、Ni、Cu、Sb等元素的复合优化成分体系，实现了传统耐候钢合金设计理念的创新；开发了含Sb耐蚀钢冶炼-加热-轧制-冷却全流程优化控制技术，工艺稳定，钢板的性能优于国内外同类产品实物水平。

2、发现了Sb和Cr协同在锈层中富集，并形成致密锈层，显著阻碍浸蚀性离子传输并更加耐硫酸根和氯离子的腐蚀；采用先进原子探针分析技术与透射电镜技术相结合，在原子尺度上揭示苛刻腐蚀环境下表面膜微观结构的耐蚀机理。

3、产品具有优异的耐蚀性能，同时具有高强度、高韧性、易焊接及优异的冷成型性能，项目取得多项发明专利和专有技术，具有原创性和先进性。

项目获得4 项科技成果，2 项被鉴定为国际领先水平，2 项被鉴定为国际先进水平。

新一代的鞍钢S450AW效益巨大

2014年3月下旬，中国铁路总公司首发招标5000辆通用敞车(约5万吨钢板)，鞍钢新一代铁路车辆用耐蚀钢一举获得3.53万吨合同，订单数量遥遥领先于其他钢企，市场占有率70%。销售收入1.63亿元，新增利税6043万元，节能降耗达312万元。设计的新型耐蚀钢S450AW化学成分设计先进合理、生产顺畅、成本低。该新型耐蚀钢产品的工艺路线节能环保，且成功实现稳定批量生产，钢板的实物性能达到国际先进水平，焊接性、耐磨性及冷成形性能良好。

采用鞍钢S450AW制造的27吨轴重80吨级通用货车C80E已投入使用，能使单车载重量比既有货车提高10-20吨，车辆单车载重比60吨级货车提升33%，比70吨级货车提升14%。相对于70吨级通用货车每列增运1000吨，在开行对数不变的条件下，一年就能增运1000万吨，能大幅度提高运能，按全铁路每天通用货车装车10万辆计算，可年增运力5.8亿吨。用鞍钢新型耐蚀钢生产3500辆C80E，保守按每吨运费按100元计算，至少为国家节省运输费用20亿以上。

2014年6月14日，用鞍钢生产的新型耐蚀S450AW钢板，由中国北车齐齐哈尔轨道交通公司主导研制的C80E型敞车，编组96辆长达1408m的运煤大列，首次由大秦线湖东二场出发奔赴京唐港。这意味着，具有世界先进水平的27吨轴重新型铁路货车C80E正式投入专用线路试运用，并将在全铁路既有线路上推广使用，标志着我国铁路迈入国际重载铁路先进行列。

广泛的前景，实现铁路运输新突破

鞍钢凭借品种规格全覆盖、实物质量稳定、焊接成型性能卓越等优势，得到铁路总公司首肯，2016年率先在铁路行业制定标准。随着铁路货车在设计寿命内长时间安全使用的需求，新一代铁路车辆用耐蚀钢的应用范围将不断扩大，具有广泛的推广应用前景和良好的示范作用。