【正文】 新一代鋼鐵材料 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?我國當(dāng)前冶金行業(yè)發(fā)展的重點應(yīng) 從以工藝結(jié)構(gòu)調(diào)整為主轉(zhuǎn)到以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整為主 。在鋼鐵總量增加、高需求基本建設(shè)用長型材增加時，板帶比和板管比應(yīng)相應(yīng)地增長。社會經(jīng)濟的發(fā)展對鋼材都有了更高的要求，這也是我國工業(yè)化走向逐步成熟的標(biāo)志。 ?重視制造執(zhí)行系統(tǒng)（ MES）的建設(shè)，迅速推進鋼鐵業(yè)的信息化建設(shè)和管理技術(shù)的發(fā)展，從而使我國能早日實現(xiàn) 從“鋼鐵大國”向“鋼鐵強國”的跨越 。 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 新一代鋼鐵材料 ?日本于 1997年提出了 STX21“ UltraSteel（超級鋼）研究計劃”，分兩個 5年實施，第一個 5年他們就投入了 10億美金，目標(biāo)是 10年內(nèi)開發(fā)出強度相當(dāng)于現(xiàn)有鋼鐵材料兩倍的超級鋼，用于道路、橋梁、高層建筑等基礎(chǔ)設(shè)施建材的更新?lián)Q代。主要研究開發(fā) 800MPa級易焊接的鐵素體 珠光體型低合金鋼、耐延遲破壞和疲勞破壞的 1500MPa級超高強度鋼、超臨界壓力發(fā)電設(shè)備用鐵素體耐熱鋼和海濱地區(qū)用合金結(jié)構(gòu)鋼及高氮不銹鋼等。 新一代鋼鐵材料 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ? 1998年韓國啟動了一個歷時 10年的“ 21世紀(jì)高性能結(jié)構(gòu)鋼”計劃，具體分兩個 5年來進行的，頭 5年就投入了 3000萬美金，研究600MPa級耐候鋼、 800MPa低合金結(jié)構(gòu)鋼和1300～ 1500MPa級合金結(jié)構(gòu)鋼（螺栓鋼）。 ? 2023年歐盟啟動了有意大利、英國、德國和比利時等國參與的 超細(xì)晶粒鋼開發(fā) 計劃，2023年美國在鋼鐵研究指南中公布了兩個超級鋼開發(fā)項目。 新一代鋼鐵材料 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?我國于 1998年在國家重大基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃中啟動了“新一代鋼鐵材料”重大基礎(chǔ)研究的“ 973項目”。在具體的研究課題上，和日本、韓國略有差別，考慮到我國的基本國情：尚處于工業(yè)化、城市化的建設(shè)時期，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方興未艾，對建筑用鋼鐵材料的需求就相對多一些，應(yīng)重視研究這類建筑用鋼材（ 400MPa級的建筑用鋼）。 2023年在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（ 863計劃）中又安排了題為 500MPa碳素鋼先進工業(yè)化制造技術(shù) 的超級鋼開發(fā)項目，以積極的姿態(tài)參與到這場國際競爭之中。 新一代鋼鐵材料 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?國內(nèi)最新研究開發(fā)的“新一代鋼鐵材料”分為三類。 ?第一類是 碳素結(jié)構(gòu)鋼 ，現(xiàn)在強度級別是 200 MPa級，要把它提高到 400MPa級； ?第二類是將 400MPa級 低合金鋼 （微合金鋼）強度提高到 800MPa級； ?第三類是 4 40Cr、 42CrMo等 機械制造用鋼材 ，現(xiàn)在是 700~800MPa級，要提高到1500MPa級。 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 新一代鋼鐵材料 ? 以上三類鋼材在我國鋼鐵總產(chǎn)量中占 60%以上，如果按年產(chǎn)量 2億噸來算的話，這些鋼材的產(chǎn)量就超過了 1億噸。而如果通過努力使其中較大數(shù)量的材料使用新一代鋼鐵材料，那就可節(jié)約上千萬噸鋼，其意義十分重大。 ? 如果將其強度或壽命提高一倍，取代目前工藝水平中的 50％，預(yù)計每年可節(jié)省 2250多萬噸鋼材，直接經(jīng)濟效益 562億元；其它節(jié)省鋼廠、礦山基建投資及運輸費用，降低生產(chǎn)能耗和生態(tài)環(huán)境損害所帶來的間接效益就更加可觀。 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 新一代鋼鐵材料 ?參加“新一代鋼鐵材料”重大基礎(chǔ)研究的單位 ?北京科技大學(xué)、清華大學(xué)、東北大學(xué)等； ?鋼鐵研究總院、中科院沈陽金屬所等； ?寶鋼、首鋼、鞍鋼、武鋼、攀鋼、唐鋼、淮鋼、珠江鋼廠、大連鋼廠等； ?一汽、二汽等。 ?涉及的品種有：螺紋鋼、薄板、中厚板、薄板坯、特殊鋼等。 新一代鋼鐵材料 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 新一代鋼鐵材料 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ? 技術(shù)思路 ?細(xì)化鋼鐵材料的晶粒和組織，提高鋼材的潔凈度，改善其均勻性，在大幅提高強度的同時，獲得足夠的塑性、韌性；在理論研究基礎(chǔ)上，把碳素鋼、低合金鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼的屈服強度分別提高到 400、 800、 1500MPa級；同時滿足兩個要求 —— 生產(chǎn)成本基本不增加，實現(xiàn)材料強度和韌性的良好配合。 ?這不同于以往“增加鋼材合金含量，改進熱處理制度”的傳統(tǒng)方法，可節(jié)約資源、能源，降低生產(chǎn)成本，有利于循環(huán)使用，有利于環(huán)保，符合可持續(xù)發(fā)展的方針。 新一代鋼鐵材料 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?初步成果 ? 對“鐵素體 — 珠光體”鋼，可以把晶粒細(xì)化到 5μm以下，強度提高到 400MPa以上； ? 對“貝氏體”鋼施行形變誘導(dǎo)析出等處理工藝，可將組織細(xì)化到微米、亞微米級，強度提高到 800MPa以上； ? 對“馬氏體－貝氏體”鋼做細(xì)化晶粒、強化晶界等技術(shù)處理，可把其強度提高到1500MPa，并賦予良好的抗延遲斷裂性能。 新一代鋼鐵材料 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ? 通過新型 變形誘導(dǎo)鐵素體相變 （ DIFT）技術(shù)和低溫軋制技術(shù)，在淮陰鋼鐵公司棒線材生產(chǎn)線上使碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼筋的屈服強度超過 400MPa。 ? 通過采用新型 DIFT技術(shù)、 DRX技術(shù)、析出技術(shù)和相變技術(shù)，形成低碳微合金鋼板卷的 500~700MPa級原型鋼生產(chǎn)制備能力； ? 采用新型 DIFT技術(shù)和控制相變技術(shù)，使超低碳微合金鋼板的屈服強度大于 800MPa； ? 采用晶粒細(xì)化、氫陷阱技術(shù)和晶界凈化技術(shù)，獲得了 1300MPa~1400MPa級長壽命合金結(jié)構(gòu)鋼原型，在工業(yè)試制的 1300MPa螺栓通過了 IVECO汽車的跑車試驗的基礎(chǔ)上，1400MPa級高強度螺栓在南京 IVECO已小批量工業(yè)應(yīng)用，具有世紀(jì)領(lǐng)先水平的1500MPa級高強度螺栓在東風(fēng)汽車公司通過發(fā)動機臺架試驗，目前正在小批量裝車試用。 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 新一代鋼鐵材料 ? 例如寶鋼試制的上千噸 400MPa級碳素鋼板，替代低合金鋼，用于一汽載重汽車底盤橫梁，沖壓性能良好；每噸降低費用 200~300元，同時降低能耗，減輕了汽車自重；已于今年簽定批量供貨合同?；翠?、首鋼、唐鋼也都在強度400MPa的 Ⅲ 級碳素鋼筋上取得重大進展；目前正制訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，以便大批量生產(chǎn)。 ? 大連鋼廠生產(chǎn)的 1300MPa級、上鋼五廠生產(chǎn)的1500MPa級合金結(jié)構(gòu)鋼，武鋼、本鋼試生產(chǎn)的高強度耐候鋼，也進入試驗、試用乃至實用階段，帶來良好效益。 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 新一代鋼鐵材料 ?新一代鋼鐵材料具有 超細(xì)晶、高潔凈、高均勻性 的特征。 ?該材料 用于汽車鋼板 ，使車身超輕，強度提高80％，自重下降 25％； 用于鐵路 ，鐵軌自重減少 10％ ~25％，稱為瘦身工程； 用于建筑 ，在不使用合金元素的情況下達(dá)到三級即 400M Pa建筑用鋼強度，如果少用合金元素可達(dá)到四級即500M Pa建筑用鋼強度； 用于機械制造 ，具有抗延遲斷裂、高疲勞壽命（ 108壽命）的特點，是高強（ 1300MPa）合金結(jié)構(gòu)鋼。 新一代鋼鐵材料 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?新一代鋼鐵材料 不僅在性能上 占有絕對優(yōu)勢，在 經(jīng)濟效益方面 也有低成本的優(yōu)勢。由于新一代鋼鐵材料比普通鋼材使用合金元素的減少和軋制溫度的降低，使 噸鋼成本降低 50元～ 150元 。 ?在 板材 生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，一汽采用寶鋼在該理論指導(dǎo)下試生產(chǎn)的熱軋板，用于載重卡車發(fā)動機前置橫梁，目前已安裝車輛 8萬輛全部合格，運行效果良好。 ?在 長型材 方面，首鋼、唐鋼、淮鋼在該理論指導(dǎo)下試軋 Ⅲ 級螺紋鋼，已被高層建筑采用，取得滿意效果。 新一代鋼鐵材料 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ? 在 合金鋼 方面，已應(yīng)用于汽車前懸掛螺栓、車身固定螺栓、扭桿支架螺栓等，通過 道路試驗性能可靠，車輛抗震撞能力由原來的 ，目前已小批量裝車銷售，并在繼續(xù)跟蹤采集數(shù)據(jù)。該課題組現(xiàn)在正在做。東風(fēng)汽車已在做康明斯發(fā)動機變速箱頂蓋螺栓（ ）的試制試用。 ? 同時，新一代鋼鐵材料具有高耐磨性，這一點在京滬、京廣鐵路道岔得到應(yīng)用并驗證；該材料具有的耐延遲斷裂性已在香港九號碼頭棧橋大型螺栓使用得以證明。 新一代鋼鐵材料 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH