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第三代低合金钢板(带)技术 孙新军 钢铁研究总院 2011年12月22日 江苏南京 中国低合金钢发展简史 • 以16Mn为代表的第一代低合金钢 – 20世纪50年代末、60年代初开发成功，是上世纪我国低合金钢的 主导钢种，至今仍大量应用。 – 标志性工程：东风号巨轮(1960年)、南京长江大桥(1968年)。 • 以低碳/超低碳微合金钢为代表的第二代低合金钢 – 20世纪70年代微合金化理论的重大突破推动了低碳、超低碳微合 金钢和控轧控冷技术的开发、生产和应用； – 钢中碳含量降低至0.1% 以下（最低约为0.02%)，焊接性能与韧塑 性显著提高； – 微合金化铁素体/珠光体钢、微合金化针状铁素体/ 贝氏体钢； – 标志性工程：西气东输工程 (2000年和2011年分别建成一线和二线 工程)、南京大胜关大桥(2009年) • 细晶、超细晶理论和技术推动普碳钢、低合金钢性能水平跃上新台阶 – 科技部973项目“新一代钢铁材料重大基础研究”(1998‐2003年) • 单纯细晶强化或贝氏体/马氏体相变强化带 来的问题: – 屈强比升高，均匀延伸率降低； – 细晶化尽管能够降低韧脆转变温度，但并不能 提高上平台能； • 解决方案： – 多相组织(Multi‐phase)控制(软硬兼施，降低屈 强比，提高均匀延伸率) – 多尺度组织(Multi‐scale)控制 (微米级多尺度基 体组织和纳米级析出相，提高韧性与塑性) – 亚稳奥氏体(Meta‐stable)控制(TRIP效应，提高 均匀延伸率) 国内高强钢开发的几个重要品种 • 900‐1000MPa级高强度钢板 – 主要应用领域：工程机械用结构钢板及未来管线钢及海工用钢的升级 – 技术与产品现状 • 离线调质，流程长，能耗高； • 碳含量大于0.10%，碳当量高，焊接性能较差 • ‐40 ℃冲击功水平：100J • 1400MPa级超高强度调质板 – 主要应用领域：工程机械用耐磨钢板(HBW500) – 技术与产品现状 • 添加较多的Cr、Ni、Mo、Nb等贵重合金元素 • 调质后原奥氏体晶粒尺寸10‐40微米； • ‐40 ℃冲击功水平：20～30J • 700‐800MPa级高强度热轧带钢 – 主要应用领域：汽车大梁、集装箱、工程机械结构钢 – 技术与产品现状：三条技术路线 • 调质板(回火马氏体钢)   • 低碳贝氏体钢卷板 • Ti –Mo合金化钢卷板 千吨起重吊“断臂”事故 2011年10月10 日，甘肃酒泉华锐风电厂区内一台正在作 业的起重机吊臂根部突然发生断裂，致使吊臂侧倾倒地， 造成包括一名区委副书记在内的5人死亡，1人受伤。 900‐1000MPa级高韧性钢板 • 技术思路 – 通过低碳成分设计(C0.07%)提高上平台冲击吸 收功 – 通过马氏体板条块(Block)细化提高强度与降低 韧脆转变温度 马氏体或贝氏体多尺度结构 原奥氏体晶粒→板条束→板条块→亚板条块→板条 Block控制－奥氏体硬化促进Block细化 C Mn Si P S Nb Ti，Cr，Ni ， 3.0 0.03 2.6 0.20 0.0059 0.0018 0.06 Mo ，