超级钢的强韧化机理与关键生产技术开发及应用
报送单位:东北大学 推荐单位:东北大学

支撑项目(平台):新一代钢铁材料轧制过程中组织细化的基础研究(973计划)

参与单位:东北大学

所属学科:材料科学与工程

主要贡献者:王国栋、翁宇庆、刘相华、张丕军等

成就简介:提出晶粒适度细化、复合强化的学术思想和组织控制的技术路线,通过工艺优化使普碳钢强度由200MPa级提高到为400~500MPa级,促进我国钢材品种升级换代。

  本成果在低成本高性能结构钢组织控制与产品开发、低碳钢轧制过程中组织演变与控制理论、结构钢强韧化理论与控制技术等方面取得了大量的创新性研究成果,这些研究成果对于我国钢铁企业轧制技术的发展与钢材品种的升级换代、相关制造业的技术进步、材料学科与相关的冶金与自动控制学科的发展、冶金过程物理模拟技术及相关材料实验技术的发展产生了积极的影响和重要的推动作用。
  1)以细化晶粒、复合强化、不用或少用合金元素为主要特征的高性能、低成本、低能耗、环境友好的超级钢生产技术,可以为钢铁企业带来巨大的经济效益,因而受到广大冶金企业的广泛欢迎。所以广大钢铁企业对于为了生产低成本高性能结构钢需要进行的技术改造怀有空前的积极性,因而有效地促进了钢铁企业的技术进步,在提升和改造钢铁产业方面做出了重要贡献。以中厚板和棒线材厂为例,原来我国的中厚板和棒线材厂轧机能力和轧后冷却能力普遍不足,在接受了低成本高性能化的思想之后,无论是新建的生产线还是对现有的生产线进行的技术改造,均把低成本高性能结构钢的生产考虑在建设方案或改造方案之中,而且把超级钢列入企业的产品大纲,如首钢、济钢、华菱湘潭钢厂、三明钢厂、萍乡钢厂等。对于带钢厂来说,虽然不需要进行较大的设备改造,但有关厂家在超级钢生产过程中工艺参数的控制及相应的管理工作方面进行了大量的工作,有的还将低成本高性能结构钢的思想应用于其它品种的轧制生产上。
  2)汽车工业、石油管线、建筑业等采用低成本的低成本高性能结构钢可以有效地降低制造成本,促进了相关产业的发展。除此之外,本项研究成果在采用低成本高性能结构钢进行结构减重以降低钢材用量方面取得重要突破,超级钢车轮钢在龙口车轮厂成功应用,节省钢材用量20%以上,结构减重20%以上。这一重要成果向有关制造业、建筑业展示了结构减重、大幅度节省钢材用量、降低成本的美好前景,因而受到这些企业的广泛欢迎,有力地促进了这些产业的技术进步。
  3) 研究工作极大地促进了材料学科的发展,课题在材料成型过程组织演变及控制、形变诱导相变、再结晶理论、强化机制与材料综合性能之间的关系等方面的研究成果丰富了金属固态相变、钢的控轧控冷、钢材组织性能学等理论。超级钢冶炼、轧制生产过程的工艺技术开发还促进了相关炼钢、轧制过程自动化等学科的发展。
  “低碳铁素体/珠光体钢的超细晶强韧化与控制技术”获2004年国家科技进步一等奖,“提高C-Mn钢综合性能的微观组织控制与制造技术”获2007年国家技术发明二等奖。超级钢理论研究及产品开发作为国家973计划和863计划的标志性成果在学术界产生了广泛的影响,多家新闻媒体给予了充分的报道。科技日报2003年在一篇专栏文章中指出:“超级钢对我国钢材品种更新换代将产生重要影响,作为里程碑式的标志载入钢铁产品开发的史册”。

164868