中國工程院院士干勇在“2014鋼鐵行業(yè)技術創(chuàng)新大會暨科技負責人會議”上做了題為《低碳經濟下現代鋼鐵流程和生態(tài)鋼鐵產品》的專題報告，其中就鋼鐵生態(tài)產品的技術發(fā)展進行了預測，現整理如下，以饗讀者。

新一代高強韌鋼

高強韌鋼是實現汽車輕量化、鐵路高速化和重載化所需的關鍵材料。國際上正通過汽車鋼高強韌性化，實現到2025年汽車燃油經濟性提高一倍。我國批量生產的汽車鋼，強度達到1000MPa，延伸率18%，實驗室研發(fā)的材料也有較大差距。

通過材料成分設計、冶煉、連鑄、軋制、熱處理及后續(xù)成型等工藝技術創(chuàng)新，采用細晶、析出、相變等過程的精細調控，研發(fā)高性能鋼材品種，汽車用高強韌鋼強塑積達到30-40GPa%，配合應用技術車身減重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工程建設需要的重要材料。國際上正向著大規(guī)格、高強度、低屈強比、耐火、抗震、耐候、耐腐蝕、易焊接等功能復合化的方向發(fā)展。我國建筑用鋼生產和應用技術落后，最高級別鋼種僅為Q460，其他性能尚未綜合考慮。

通過成分優(yōu)化設計和組織調控研發(fā)屈服強度500-1000MPa、屈強比低于0.85、600℃屈服強度高于室溫強度指標的2/3，彈性模量高于室溫指標75%以上、可以實現大線能量焊接、使用壽命大幅提高的新一代功能復合化建筑用鋼。

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度。

超大輸量油氣輸送用管線鋼生產技術

我國西北和東北部的自產和進口天然氣資源總量2000億m3/a以上，急需輸送至內地。受地理條件和建設成本制約，亟需發(fā)展450億m3/a以上超大輸量的管道技術。采用超高鋼級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，國內外尚未完全解決X90/X100和特厚規(guī)格X80的斷裂韌性評價與控制難題。力爭2020年實現X90/X100和33mm以上厚度規(guī)格X80管線鋼的生產和應用，保障新疆、中亞和俄羅斯天然氣輸送。

高品質寬厚板和大型鑄鍛件

國際上高品質寬厚板和大型鑄鍛件向著高強、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口，大型鑄鍛件的質量、穩(wěn)定性、合格率和材料利用率、組織成分均勻性等與發(fā)達國家差距巨大。

通過凝固、變形、熱處理等工藝技術創(chuàng)新，實現高品質、高性能寬厚板和大型鑄鍛件的清潔化制造，在現有基礎上縮短熱加工周期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

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

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

金屬復合材料全軋制加工技術

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

通過對鋼-異質金屬（或無機非金屬材料）等層狀與同軸復合材料開發(fā)，重點解決全軋制復合工藝、界面強度及產品應用等關鍵技術，實現界面強度提高25%以上，服役性能達到或超過國外優(yōu)質品牌，并實現批量生產。

鋼鐵材料的性能極限化技術

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

研究超低碳鋼（C≤0.02%）的塊狀相變機理、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問題，形成極限高韌塑高強鋼、易加工高強鋼、低密度高強鋼、耐蝕高強鋼等原型鋼技術。

返回列表