先进钢铁材料技术的进展

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1、先进钢铁材料技术的进展干勇，董瀚（钢铁研究总院）摘要：钢铁材料仍然是21世纪的主要结构材料，是不断发展的先进材料。先进钢铁材料具有环境友好、高性能、资源节约、低成本的特征。文章从钢铁材料学科的理论和技术发展角度出发，结合市场发展的需求，论述微合金化钢、超细晶粒钢、氮合金化不锈钢、高质量特殊钢、钢材组织性能预报和材料信息化技术等重要的先进钢铁材料技术进展。关键词：先进钢铁材料技术；微合金化钢；超细晶粒钢；氮合金化不锈钢；高质量特殊钢；钢材组织性能预报RecentProgressinAdvancedStee

2、lTechnologiesYongGANHanDONG（CentralIronandSteelResearchInstitute）Abstract：Steelisgenerallybelievedtobeasthedominantstructuralmaterialinthe21centuryduetoitsenvironmentalbenign,highperformance,resourcesavingandlowcostcharacteristics.Thispaperreviewedthenew

3、developmentsinadvancedsteeltechnologies.Itwasstressedonthedevelopmentsofmicroalloyedsteel,ultrafinegrainedsteel,nitrogenalloyedstainlesssteel,highqualityspecialtysteel,quantitativeprocessmodelingandsteeldatabasetechnology.Keywords：advancedsteeltechnology

4、,microalloyedsteel,ultrafinegrainedsteel,nitrogenalloyedstainlesssteel,highqualitysteel,processmodeling,steeldatabase1引言钢铁材料具有资源丰富、生产规模大、易于加工、性能多样可靠、价格低廉、使用方便和便于回收等特点，是工业生产和人民生活中广泛使用的材料。目前和可预见的未来还没有任何材料能够全面取代钢铁，钢铁材料仍然是占据主导地位的结构材料，是经济和社会发展的物质基础。21世纪的高层建筑、

5、深层地下和海洋设施、大跨度重载桥梁、轻型节能汽车、石油开采和长距离油气输送管线、大型储存容器、工程机械、精密仪器、大型民用船舶、军用舰艇、航空航天、高速铁路及能源设施等的发展需要高性能、长寿命和低成本的先进钢铁材料。另一方面，社会的发展对钢铁的生产、加工、使用和回收等过程提出了节约能源、节省资源、保护环境的要求。因此，经济建设和社会发展迫切需要先进钢铁材料。经过人类不懈的努力积累和创造，在钢铁材料科学和技术上取得了巨大的进步。钢铁材料的宏1观性能和微观组织之间的关系已逐渐清楚，可以运用量子力学方法定量解

6、释钢铁材料某些宏观行为，这些成就将有利于从理论上设计钢铁材料。冶金工艺技术进步迅速，铁水脱硫、转炉复吹、超高功率电炉冶炼、炉外精炼、中间包冶金、连铸、控轧控冷、微合金化等技术又为钢铁材料的设计提供了技术保障。而计算机等相关行业的技术发展也为钢铁材料设计和生产提供了先进的控制手段。纵观钢铁材料的发展历史，归纳当前钢铁材料精采纷呈的理论和技术的发展，人们不难得出一个结论：基于当前的理论和技术发展，钢铁材料本身在21世纪还会发生重要的变革，最终将导致钢铁材料的性能显著提高，并将对整个社会发展起巨大的推动作用。

7、先进钢铁材料的含义是：在环境性、资源性和经济性的约束下，采用新型钢铁材料的制造技术生产具有高洁净度、超细晶粒、高均匀度特征的钢材，强度和韧度比常用钢材提高，钢材使用寿命增加，满足21世纪国家经济和社会发展的需求。今天，先进钢铁材料技术发展表现在钢铁生产和应用的各个方面，全面和详尽的述及是不可能的。本文从钢铁材料学科的理论和技术发展角度出发，结合市场发展的需求，论述微合金化钢、超细晶粒钢、氮合金化不锈钢、高质量特殊钢、钢材组织性能预报和材料信息化技术等重要的先进钢铁材料技术进展。2微合金化钢技术微合金化钢

8、最早使用的微合金化元素是钒，20世纪初就在很多钢种中添加0.1％～0.2%的钒以提高钢材的强度和淬透性。1916年，Bullens就报道了在低碳钢中加入0.12％～0.20%的钒。美国钒公司在30年代研制的锰－钒钢的化学成分为0.18%C-1.45%Mn-(0.08％～0.10%)V，具有大于345MPa的屈服强度。德国的Neumeister和Wiester在1945年就认识到含钒低碳钢中氮的重要性，而美国伯利恒公司的Frame和Mello