中國工程院院士干勇在“2014鋼鐵行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新大會(huì)暨科技負(fù)責(zé)人會(huì)議”上做了題為《低碳經(jīng)濟(jì)下現(xiàn)代鋼鐵流程和生態(tài)鋼鐵產(chǎn)品》的專題報(bào)告，其中就鋼鐵生態(tài)產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了預(yù)測(cè)，現(xiàn)整理如下，以饗讀者。

新一代高強(qiáng)韌鋼

高強(qiáng)韌鋼是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化、鐵路高速化和重載化所需的關(guān)鍵材料。國際上正通過汽車鋼高強(qiáng)韌性化，實(shí)現(xiàn)到2025年汽車燃油經(jīng)濟(jì)性提高一倍。我國批量生產(chǎn)的汽車鋼，強(qiáng)度達(dá)到1000MPa，延伸率18%，實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的材料也有較大差距。

通過材料成分設(shè)計(jì)、冶煉、連鑄、軋制、熱處理及后續(xù)成型等工藝技術(shù)創(chuàng)新，采用細(xì)晶、析出、相變等過程的精細(xì)調(diào)控，研發(fā)高性能鋼材品種，汽車用高強(qiáng)韌鋼強(qiáng)塑積達(dá)到30-40GPa%，配合應(yīng)用技術(shù)車身減重20%以上；高速重載鐵路用鋼壽命提高50%以上。

新一代功能復(fù)合化建筑用鋼

高效、安全、環(huán)境相容性良好的建筑用鋼是國家重點(diǎn)工程建設(shè)需要的重要材料。國際上正向著大規(guī)格、高強(qiáng)度、低屈強(qiáng)比、耐火、抗震、耐候、耐腐蝕、易焊接等功能復(fù)合化的方向發(fā)展。我國建筑用鋼生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)落后，最高級(jí)別鋼種僅為Q460，其他性能尚未綜合考慮。

通過成分優(yōu)化設(shè)計(jì)和組織調(diào)控研發(fā)屈服強(qiáng)度500-1000MPa、屈強(qiáng)比低于0.85、600℃屈服強(qiáng)度高于室溫強(qiáng)度指標(biāo)的2/3，彈性模量高于室溫指標(biāo)75%以上、可以實(shí)現(xiàn)大線能量焊接、使用壽命大幅提高的新一代功能復(fù)合化建筑用鋼。

高層建筑用智能型抗震耐火鋼

節(jié)鉬：以Ti/Nb/V代Mo，作用是節(jié)鉬降本、抗震和耐火性能優(yōu)異。傳統(tǒng)耐火鋼含鉬在0.4%-0.9%，而新型耐火鋼含鉬≤0.2%。

智能：Ti、Nb、V在常溫下固溶，強(qiáng)化作用很小，而在著火高溫條件下發(fā)生沉淀析出，從而提高鋼的高溫強(qiáng)度。

超大輸量油氣輸送用管線鋼生產(chǎn)技術(shù)

我國西北和東北部的自產(chǎn)和進(jìn)口天然氣資源總量2000億m3/a以上，急需輸送至內(nèi)地。受地理?xiàng)l件和建設(shè)成本制約，亟需發(fā)展450億m3/a以上超大輸量的管道技術(shù)。采用超高鋼級(jí)和超大口徑管道提高輸量是國際上超大輸量管道發(fā)展的主要方向，需要開發(fā)X90/X100和特厚規(guī)格X80管線鋼。

目前，國內(nèi)外尚未完全解決X90/X100和特厚規(guī)格X80的斷裂韌性評(píng)價(jià)與控制難題。力爭2020年實(shí)現(xiàn)X90/X100和33mm以上厚度規(guī)格X80管線鋼的生產(chǎn)和應(yīng)用，保障新疆、中亞和俄羅斯天然氣輸送。

高品質(zhì)寬厚板和大型鑄鍛件

國際上高品質(zhì)寬厚板和大型鑄鍛件向著高強(qiáng)、高韌、高均勻性、耐高溫、耐疲勞、耐腐蝕、耐輻照和易焊接等方向發(fā)展。目前，我國特殊要求下使用的高端厚板仍需進(jìn)口，大型鑄鍛件的質(zhì)量、穩(wěn)定性、合格率和材料利用率、組織成分均勻性等與發(fā)達(dá)國家差距巨大。

通過凝固、變形、熱處理等工藝技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)、高性能寬厚板和大型鑄鍛件的清潔化制造，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上縮短熱加工周期20%，降低制造成本10%，提升成材率7%。

減量化、高效率鋼材軋制與熱處理技術(shù)

鋼材軋制是鋼鐵工業(yè)中材料成型的最主要方式。國際上軋制技術(shù)正向高效率、減量化方向發(fā)展，發(fā)達(dá)國家開發(fā)了直接軋制、超級(jí)控制軋制（Super-CR）、鋼板在線熱處理、高硅鋼低溫軋制等技術(shù)，并應(yīng)用于生產(chǎn)，而國內(nèi)相應(yīng)的技術(shù)還處在實(shí)驗(yàn)室或中試階段。

通過加熱、軋制、冷卻、熱處理等技術(shù)研究及裝備開發(fā)，實(shí)現(xiàn)鋼材生產(chǎn)過程的短流程、高效率、低消耗、穩(wěn)定化。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上軋制鋼材的性能合格率或成材率提高10%、優(yōu)質(zhì)鋼生產(chǎn)效率提高15%-30%、鋼材減量10%以上、工序綜合能耗降低15%-40%。

金屬復(fù)合材料全軋制加工技術(shù)

金屬復(fù)合材料對(duì)提高材料利用效率有重要意義。國外正向高強(qiáng)、高耐蝕、輕量化、高效率、低成本復(fù)合方向發(fā)展。我國還集中于機(jī)械、爆炸、爆炸+軋制等傳統(tǒng)復(fù)合方法，生產(chǎn)效率低、品種少、質(zhì)量差，鈦-鋼復(fù)合界面強(qiáng)度僅190MPa左右。

通過對(duì)鋼-異質(zhì)金屬（或無機(jī)非金屬材料）等層狀與同軸復(fù)合材料開發(fā)，重點(diǎn)解決全軋制復(fù)合工藝、界面強(qiáng)度及產(chǎn)品應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)界面強(qiáng)度提高25%以上，服役性能達(dá)到或超過國外優(yōu)質(zhì)品牌，并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

鋼鐵材料的性能極限化技術(shù)

性能極限探索是充分挖掘鋼鐵材料潛能和鋼鐵產(chǎn)品升級(jí)換代的重大前沿需求。鋼鐵材料的強(qiáng)度、韌性、耐溫、耐蝕等性能極限化研究已成為國際熱點(diǎn)，我國也在進(jìn)行積極探索。

研究超低碳鋼（C≤0.02%）的塊狀相變機(jī)理、超高碳鋼（C≥1.5%）的組織演變規(guī)律、低密度鋼（ρ≤7.0g/cm3）和耐蝕鋼的低成本合金化原理等科學(xué)問題，形成極限高韌塑高強(qiáng)鋼、易加工高強(qiáng)鋼、低密度高強(qiáng)鋼、耐蝕高強(qiáng)鋼等原型鋼技術(shù)。

返回列表