新一代超级钢铁材料的研发

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1、第、卷第期河北理工学院学报年月文章编号一碗扔新一代超级钢铁材料的研发,,胡胜亮李运刚田筱河北理工大学冶金与能源学院,河北唐山肠关键词超级钢热处理晶拉细化应变加工摘要概述了国,以看出各国都很重视这方面材料的内外超级钢材料研究开发的现状从中可,已取得明显的突破。,研发并且介绍了获取钢铁材料晶拉超细化的方法晶粒超细化是研发新,。一代结构材料的主要目标对它的了解有助于推动材料科学的新发展中图分类号文献标识码引言。,。材料是现代文明的支柱之一随着现代工业的发展对材料性能的要求也越来越高川现代材料研究〔’、、,有两大趋势①不断开发新技

2、术新工艺新设备以研制各种具有特殊要求或优异性能的新材料②对现、、,,。有传统材料如钢铁铝铜采用特殊的加工工艺以大幅度提高其性能有效地提高资源的利用率和回收率,“、”,,如今随着纯净化微合金化和控扎冷轧等技术在钢铁企业的逐步推广钢材的品质得到了大幅度提升发达国家正在加紧研发相当、。它具有超细化、超洁净、于目前常用钢材强度倍倍甚至更高的超级钢超,。“”,均质的组织和成分特征以及高强度高韧性的力学性能特征我国称它为新一代钢铁材料而日本称它“”。为超级钢国内外超级钢的研发进展超级钢作为未来钢铁材料的发展方向,具有很强的吸引力,各国

3、竞相启动各种计划或项目’〕来加速实。现开发极限功能材料的设想,日本“吐汀“”‘,年月正式启动了刁耐超级钢材料计划即,以。面向世纪的结构材料计划投资亿日元目标是在十年内开发出强度相当于现有钢铁材料两倍的,、、’。“一”用于道路〔」超级钢桥梁高层建筑等基础设施建材的更新换代韩国在年也开始了,这是一个,、,。的开发项目国家级的项目得到了本国的商务部工业部和能源部的支持项目定于年完成,、、,同样美国法国和德国也分别启动了项目项目和超优质钢材项目三国的政府部门也都直接给予扶植帮助,争取研发突破后,早日实现商业化。“”“我国于年在国家

4、重大基础研究发展规划中启动了新一代钢铁材料重大基础研究的项”。,。目〔,国家财政从年起五年内累计投人亿元用于支持该项工作的开展该研究的最终目标是将占我国钢产量、。以上的碳素钢低合金钢和合金结构钢等三类钢的强度和寿命提高一倍倘若采用新一代钢种取代三类钢中的的传统钢材,则每年,,间接可少用巧万钢其直接经济效益达多亿元’,、,。经济效益则更为可观例如可减少钢厂建设矿山的基建投资减少资源损失以及对生态环境的污染等,,这其中从上可见各国都相当重视超级钢的研制及其生产应用技术的开发虽然需要资金和人力的大量投人,,、有计划地进行项,且技

5、术难度相当大但是各国都在有步骤目研究为什么能持有这么长期的动力呢,,、、’更为重要的是在节能环保安全等方面」从超级钢性能不难看出它不仅将为钢铁企业创造巨大效益将,‘。为人类作出突出贡献而人类和人类赖以生存地地球对这方面地需求也正显得越来越迫切目前国外超级钢研究方面取得的研究成果如下收稿日期碎习刁一,男,河北。作者简介胡胜亮理工大学冶金与能源学院硕士生第期胡胜亮,等新一代超级钢铁材料的研发钢,目标是将现有的级容易焊接和回收再利用的普通钢的成分中不添加合金元素只通过晶粒超。。微细化使强度加倍从而制造出以铁素体相为主要组织的易焊

6、接钢同时开发不破坏微细化组,,’“。,己取得。织的焊接工艺技术既省资源又能使钢具有安全的组织结构队就目前情况来讲了显著性成果、,‘,国外己研制出了易焊接不加合金元素的钢其化学成分与钢虹〕相当基本成分为碳￡、、,。硅簇锰感晶粒经超微细化后粒径控制在林以下已从角棒及钢板中成功研制出卿粒径的微细钢,并验证了该材料具有抗压强度为、均匀延伸率为、一。,冲击实验脆性转变温度为℃等优良性能另外通过减小热影响区宽度以解决厚结构件焊,,接的问题以开发出大功率脉冲变频雷射焊接法和随机波形控制脉冲电弧焊用这两种方法在厚,、、。一,的板内焊接时能

7、保证无缺陷高效率高速度此处热影响区是指的狭窄宽度焊接时能控制该。区不损害基体钢的组织超级钢旧,,,,因为钢材的强度一旦超过仪延时破坏会明显化疲劳强度不仅不增加还会降低故限制了使。,用强度延时破坏的原因是在晶粒边界处聚集了外界侵人的氢造成的在晶界上的碳化物为其断裂起〔,’“〕。,,点所以必须防止和减少氢的侵人抑制晶界碳化物的形成或分散晶界上的碳化物粒子以防止延时。,以破坏的发生疲劳破坏是由很小的力通过次或次周期疲劳弓起的上的高强度钢的疲,主要是存在夹杂异物引起的材料内部破坏,所,。因此劳破坏以即使钢的强度提高其疲劳强度也不会

8、上升要采取把夹杂物弄细或柔软化的方法以提高其疲劳强度〔”,’。所以致力于开发耐延时破坏或疲劳破坏的级的超高强度钢,将在大型建筑和桥梁建设发挥,对军事工业也有重要应用前景巨大的作用’“,,目前的研究成果已经开发出了一种晶界观察技术,即原子探针显微镜超细小硬度试验机和原子间显微镜技术,且开发了能在纳米、原子