中國冶金報 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
實(shí)習記者 趙萍
“近年來(lái),鋼鐵研究總院結合國民經(jīng)濟建設和國家重大工程對高性能先進(jìn)鋼鐵材料的迫切需求,積極開(kāi)展了管線(xiàn)鋼、海洋與船舶用鋼、基礎件用鋼、超高強度鋼、耐磨鋼、模具鋼、核電用耐蝕合金和高鐵車(chē)輪用鋼等的基礎理論、關(guān)鍵技術(shù)和新產(chǎn)品的研發(fā)工作,取得一系列成果?!?/p>
在由中國金屬學(xué)會(huì )10月15日于北京會(huì )議中心舉辦的第十二屆中國鋼鐵年會(huì )上,中國鋼研科技集團有限公司副總經(jīng)理、鋼鐵研究總院院長(cháng)田志凌介紹了鋼鐵研究總院在鋼鐵材料品種開(kāi)發(fā)和應用方面的相關(guān)進(jìn)展,主要涉及管線(xiàn)鋼、軸承鋼、新型耐磨鋼、新型耐熱鋼、高鐵車(chē)輪用鋼、模具鋼、超高強度鋼等。
在管線(xiàn)鋼方面,鋼鐵研究總院管線(xiàn)鋼團隊通過(guò)對材料微觀(guān)組織、強韌化機制的研究,發(fā)現了變形奧氏體的尺寸控制與DWTT性能的相關(guān)性,為解決高強厚規格管線(xiàn)鋼斷裂韌性控制難題奠定了理論基礎,同時(shí)通過(guò)對管線(xiàn)鋼全流程組織細化和均勻化控制技術(shù)的研究,突破了高強厚規格管線(xiàn)鋼的強韌塑匹配控制技術(shù),為新一代高性能管線(xiàn)生產(chǎn)提供了技術(shù)支持。
在此基礎上,鋼鐵研究總院系統地研究了合金元素和工藝制度對管線(xiàn)鋼組織性能的影響規律,確定了不同類(lèi)型管線(xiàn)鋼的合金設計準則、工藝路線(xiàn),并與國內重點(diǎn)鋼企合作開(kāi)發(fā)出了(超)厚規格管線(xiàn)鋼、經(jīng)濟型X80管線(xiàn)鋼、X90/X100超高強度管線(xiàn)鋼等高性能管線(xiàn)鋼產(chǎn)品,現已實(shí)現了批量、穩定化生產(chǎn)。同時(shí),鋼鐵研究總院開(kāi)發(fā)出了深海管線(xiàn)鋼、低溫管線(xiàn)鋼、抗大變形管線(xiàn)鋼、耐腐蝕管線(xiàn)鋼等各種特殊性能要求的管線(xiàn)鋼品種,保障了國家管道工程建設和能源安全。此外,連續油井管熱軋鋼帶及連續油井管制管技術(shù)、可膨脹管技術(shù)等已得到實(shí)驗和應用。 在軸承鋼氧含量與接觸疲勞壽命關(guān)系方面,鋼鐵研究總院取得重大進(jìn)展,發(fā)現基體組織和碳化物雙細化可以大幅度提高疲勞壽命,并通過(guò)開(kāi)發(fā)出基體組織和碳化物雙細化熱處理技術(shù),將軸承鋼的接觸疲勞壽命提高到了原來(lái)的5倍。同時(shí),鋼鐵研究總院還完成了軸承鋼均質(zhì)化新型控軋控冷工藝的研究,形成軸承鋼組織和碳化物均質(zhì)化控制技術(shù)。并通過(guò)非均勻溫度場(chǎng)下的模擬軋制試驗,發(fā)現該技術(shù)可以實(shí)現鋼材整個(gè)斷面的均勻化與細化。在新型耐磨鋼研發(fā)方面,鋼鐵研究總院提出在軟基體上引入多尺度超硬TiC顆粒增強耐磨性的合金設計新思路,開(kāi)發(fā)了系列高耐磨鋼,在不增加硬度的同時(shí)大幅度提升鋼材耐磨性;發(fā)現高鈦耐磨鋼中TiC顆粒獨特的“微米-亞微米-納米”三峰分布特征,揭示了其提高耐磨性機理和細晶化作用,并實(shí)現了TiC顆粒全流程的有效調控;開(kāi)發(fā)出高鈦高耐磨鋼連鑄-熱軋-熱處理關(guān)鍵技術(shù),在全球首次實(shí)現Ti含量大于0.5%的高鈦鋼連鑄工業(yè)化生產(chǎn)。在新型耐熱鋼研發(fā)方面,620℃以上馬氏體耐熱鋼是世界性技術(shù)難題。不過(guò),鋼鐵研究總院于2012年發(fā)明了G115?新型耐熱鋼,其被全國鍋爐壓力容器標準化技術(shù)委員會(huì )2017年評為世界上第一個(gè)可商業(yè)用于630~650℃超超臨界電站制造的馬氏體耐熱鋼。在高鐵車(chē)輪用鋼方面,區別于歐洲“中碳+超低氧+超低硫”和日本“高碳+超低氧+硫化物包裹氧化物”高鐵車(chē)輪鋼技術(shù),鋼鐵研究總院提出“中碳+Si-V合金化+超低氧+硫化物包裹氧化物”新型高鐵車(chē)輪強韌化技術(shù)。目前,國產(chǎn)高鐵車(chē)輪D2的抗拉強度為950MPa級,斷裂韌性為80MPa.m1/2級,較早期國產(chǎn)相同強度級別車(chē)輪的斷裂韌性水平(60MPa.m1/2級)提高30%,強韌性匹配也優(yōu)于進(jìn)口歐洲的ER8車(chē)輪。在模具鋼方面,國內首創(chuàng )了H13類(lèi)熱作模具鋼等向性提升集成技術(shù),自主設計了“高純凈冶煉-電渣重熔-高溫擴散-多向鍛造-超細化處理-球化退火” 集成創(chuàng )新工藝。H13鋼在國內首次實(shí)現達到NADCA #207 Superior quality水平,等向性≥0.8,攻克了行業(yè)共性難題。鋼鐵研究總院在國內率先開(kāi)發(fā)了滿(mǎn)足國際先進(jìn)標準(NADCA 207#-2016)的高品質(zhì)壓鑄模具鋼系列化品種,實(shí)物質(zhì)量達到國際先進(jìn)水平,打破國外壟斷,批量替代進(jìn)口,并成功應用于汽車(chē)變速器殼體模具,使用壽命在國內首次突破12萬(wàn)模次(國際先進(jìn)10萬(wàn)模次)。在耐蝕合金方面,鋼鐵研究總院與寶特聯(lián)合研發(fā),掌握了耐蝕合金大錠型超純凈、均質(zhì)化控制技術(shù);實(shí)現了10噸電渣圓錠極低級別夾雜物控制;解決了易偏析(W、Mo、Nb總量≥14%)耐蝕合金7噸電渣扁錠的均勻性難題,實(shí)現成分均勻、無(wú)偏析。
最后,田志凌重點(diǎn)介紹了鋼鐵研究總院材料數字化研發(fā)中心,提出要整合資源,實(shí)現研發(fā)全流程數據網(wǎng)絡(luò )化管理,構建面向行業(yè)的大數據服務(wù)平臺,形成行業(yè)大數據聚集和服務(wù)能力。