钢的高性能化研究与探索董瀚资料下载.pdf
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钢的高性能化研究与探索中国钢研钢铁研究总院董瀚2010年10月20日北京报告内容我国基础原材料行业发展迅速我国钢铁生产和应用举世瞩目2007年产钢国排名2009年产钢国排名各国人均粗钢产量不锈钢的产量与消费(金流会不锈钢分会统计1160万吨)数据源自中国特钢企业协会不锈钢分会数据源自中国特钢企业协会不锈钢分会我国钢的生产和应用比例形成了先进钢铁生产流程先进的钢材生产流程形成了世界先进的钢铁生产流程河北钢铁舞阳钢铁公司的电炉中厚板流程长流程板带钢厂工艺流程高炉生铁焦化厂煤钢厂粗钢废钢和添加剂连铸厂或铸轧生产线+热轧厂冷轧厂(连轧)罩式退火精轧机架连续退火线热轧卷板材厂厚板HCLH2SO4烧结厂铁矿石Slab裸钢板酸洗线热轧卷整形我国钢铁工业发展的约束条件气候变化矿产资源气候变化矿产资源交通运输50%ofrailtransportation交通运输50%ofrailtransportation水资源水资源能源15%comsumedinsteelsector能源15%comsumedinsteelsector我国需要调整钢材产品结构我国2005年颁布的钢铁产业发展政策我国2009年颁布的钢铁产业调整和振兴规划我国经济发展需要钢材品种结构的调整先进钢铁材料技术advancedsteeltechnologyHalfUSdollarperkilogramHalfUSdollarperkilogramHigherFasterStrongerHigherFasterStrongerWeldingBendingMachiningWeldingBendingMachiningBarsRailsCoilsBarsRailsCoils报告内容钢结构用钢情况刘万忠,钢结构产业的现状和发展趋势,2009年钢结构消费钢材品种与强度级别国内均能够满足。
@#@主要使用的有:
@#@钢板占钢材66%热轧型钢占16%冷弯型钢占4%钢管占8%其它钢材4%钢结构使用钢材的强度级别从Q235到Q460,用量最大的是Q345占57%,其次是Q235占34%。
@#@其它强度级别钢材仅占9%建筑钢结构的高性能化提高安全性与经济性高强度、高韧塑性、低屈强比改善加工性良好的焊接性能提高耐久性与安全性耐腐蚀性、耐大气腐蚀性、耐火性、抗震性抗震性中国建筑抗震设计规范(GB500112001)抗拉强度与屈服强度的实测值之比不应小于1.2伸长率应大于20%,且应有明显的屈服台阶应有良好的焊接性和合格的冲击韧性抗震判据?
@#@地震波导致的材料受力状况钢筋的受力方式拉伸、弯曲、压缩、剪切等复合应力载荷位移曲线应变速率简单力学性能试验单轴拉伸示波冲击以能量表示地震时材料抵抗地震破坏的能力提高吸收能量的思路高强度高塑性E=d高强度低合金钢耐火钢fireresistantsteel耐火钢FRSteelTS400490MPa600的YS为室温屈服强度的2/3屈强比0.8焊接性能与同强度等级钢相同钢结构建筑物Cr0.5%Mo0.5%固溶强化Mo2C析出强化Nb0.02%NbC析出强化Mo-Nb复合作用晶界Mo偏析抑制NbC粒子长大GB/T1591-2008低合金高强度结构钢是重要的钢材基础标准本标准的最大厚度扩大到400mm增加Q500、Q550、Q620、Q690,取消Q295加严了对磷、硫等元素的控制增加了钢材碳当量及裂纹敏感系数的计算公式及规定GB/T714-2008桥梁用结构钢热轧、控轧、正火Q235qCE、Q345qCE、Q370qCE、Q420qCE、Q460qCE热机械轧制Q345qCE、Q370qCE、Q420qCE、Q460qCE调质(淬火+回火)Q460qCE、Q500qDE、Q550qDE、Q620qDE、Q690qDEGB/T4171-2008耐候结构钢高强度耐磨钢板GB/TXXX-2008工程机械用高强度耐磨钢板高硬度耐磨钢板HBW250350400450500550600SSABHiTuf350HARDOX450HARDOX500HARDOX550HARDOX600DillingerDillidur250LDillidur325LDillidur400VDillidur450VDillidur500VIndusteelFORA400FORA450FORA500MittalUSAPlateHARDWEAR400FHARDWEAR400FHARDWEAR400FJFEJFEEH360JFEEH400JFEEH500SumitomoK340SUMIHARDK400SUMIHARDK500奥氏体再结晶控制轧制技术AusteniteRexTMTtechnologyDIFT报告内容建筑用钢的高强度化趋势明显CourtesyofShanghaiGuandaerSteelStructureCompany高强度钢中厚板强度不断提高我国经济建设需要铺设大量管线pipelinerequiringhighstrengthsteelspipelinerequiringhighstrengthsteels管线钢强度持续提高highstrengthlinepipesteelHotrolledorNormalized0.2C-VTMCP0.12C-Nb-VTMCP+ACCLC-Mo-Nb-TiTMCP+ACC0.08C-Mo-Nb-TiTMCP+HeavyACC0.05C-alloying钢的理论研究不断深入钢铁材料技术研发热点高洁净度钢中的氧含量轴承钢48ppm齿轮钢15ppm弹簧钢1015ppm模具钢10ppm高均匀度(SGCr15)晶粒细化技术Grainrefinementtechnology高性能钢高服役性能packetpacketpacketpacketpacketpacketpacketpacketM3组织973项目提出的组织控制目标组织控制目标M3残余奥氏体板条块板条原奥氏体晶粒铁素体残余奥氏体马氏体/贝氏体板条束/板条块/板条合金固溶和析出铁素体CCCCCC相变中的碳扩散控制carbondiffusioninsteel0.54%C0.20%C第三代低合金钢F+PF+PB+FB+F10mM+B+AM+B+A高韧性第三代低合金钢(973项目高性能钢的组织调控理论与技术基础研究)高塑性第三代低合金钢(973项目高性能钢的组织调控理论与技术基础研究)第三代低合金钢第三代低合金钢第三代低合金钢第三代低合金钢第二代低合金钢第二代低合金钢第二代低合金钢第二代低合金钢第一代低合金钢第一代低合金钢第一代低合金钢第一代低合金钢提高塑性的技术思路软硬兼施针状铁素体/贝氏体析出强化析出强化针状铁素体Rp0.2=845MPa,A=24.0%Rt0.5=515MPa,A=27.1%800MPa级低合金钢板(热轧/回火)北京科技大学尚成嘉针状铁素体/贝氏体双相组织北京科技大学尚成嘉采用热机械轧制工艺技术和间断加速冷却工艺控制冷却开始温度,以获得不同含量的贝氏体。
@#@最终来控制试验钢中软、硬相的配比高塑性第三代低合金钢钢铁研究总院孙新军50055060065070075080085090051015202530lowcarbonbainitesteelPreipitationhardeningAFsteelA5(%)Yieldstrength(MPa)高塑性沉淀强化低合金钢加工硬化率0.000.020.040.060.080.100.120400800120016002000StrainhardeningrateTruestress(MPa)Plastictruestain沉淀强化型针状铁素体钢低碳贝氏体钢Structureofspecimen4Bmatrix+M/AislandA=24%845MPaStructureofspecimen4Bmatrix+M/AislandA=24%845MPaM3M3组织钢的形变机制钢铁研究总院时捷多相钢的多阶段动态加工硬化行为0.00.10.20.30.40.50.00.20.40.60.81.0(b)IFTWIP1040Idealn()Designedn()n,Workhardeningrate(MPa),Truetensilestrain高强度低屈强比钢0.00.10.20.30.40.502004006008001000E,EngineeringstrainE,Engineeringstress,MPaSampleNo.%A4.5%B8.4%C12.6%D18.3%E22.5%F24.0%G27.0%H33.9%高强度低屈强比钢0.00.10.20.30.4050010001500(a)E,Engineeringstress,MPaSampleNo.%AA26.6%BB27.6%CC38.2%DD38.6%E,EngineeringstrainM-AstructureinTG5steelARTannealedfor1hM-AstructureinTG5steelARTannealedfor1hMndistributionMndistribution2.5-3x马氏体片层完整奥氏体中存在层错以及很少的退火孪晶气体保护焊焊缝C-0.003%Mn-4.85%C-0.053%Mn-4.85%C-0.099%Mn-4.85%C0.14%Mn-4.85%C0.20%Mn-4.76%C0.26%Mn-4.72%C0.40%Mn-4.96%板试样都断裂在母材,抗拉强度是母材的抗拉强度气体保护焊悬弯疲劳试验Rm=950MPa基本符合:
@#@-1=0.5Rm钢的强度与塑性高强度不锈钢(高氮钢)(1Cr22Mn15N)高强度不锈钢(高氮钢)(1Cr22Mn15N)首次高氮不锈钢的冶炼连铸生产(太钢与钢研总院合作)180mm1010mm首次高氮不锈钢的冶炼连铸生产(太钢与钢研总院合作)Thefirstroundtrialfailedinthehotrollingofplatesbecausethecracksappearedinthesurfacesoftheplateinpresenceofdeltaferritethroughthelowernitrogencontentofinthesteel.3000年前的钢Intheyearof1333BC,Tutabkhamunssarcophagushadbothagoldandasteeldaggeruponit,signifyingtheimportanceofbothmetals.ItwasmadefrommeteoritesinHittite,nowSyria.In1867,theessayistThomasCarlyledeclared:
@#@“thenationthatgainscontrolofironsoongainscontrolofgold.”2000年前的钢徐州狮子山楚王汉墓铁剑和环首刀汉代炒钢甲胄500年前的钢DamascussteelIn1856,BessemerinEnglanddeclaredthetechnologytoproducemildsteel.Then,mildsteelhavebeenusedinsteadofwroughtirontoincreasestrengthlevelfrom100MPato200MPa.Ste
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- 关 键 词:
- 性能 研究 探索