高強度、高韌性鋼材生產關鍵技術

   海南不銹鋼、海口不銹鋼主要品種有：高強度、高韌性船板(Rp0.2=500～800MPa級高低溫沖擊韌性、抗層狀撕裂);高強度、低屈強比抗震鋼板(Rp0.2≥500MPa，Rp0.2/Rm <0.8);高強高韌性管線鋼板(X90、X100、X120，抗大變形X80、X100，厚壁大口徑海底油氣管線鋼X70、X80);抗層狀撕裂Z向中厚板(海洋平臺、建筑梁柱用板);高強韌特厚板(Rp0.2=400～600MPa、300(350)mm×5 300mm×25 000mm);超高強工程機械鋼板(Rp0.2≥960MPa);高性能壓力容器、鍋爐用鋼板(Rm=510～780MPa、調質、抗低溫沖擊性優良、焊接性優良);不使用微合金、合金元素而強度、壽命提高1～2倍的下一代高強度結構鋼材;超大型懸浮設備用鋼材(如大型潮汐及海上發電設備用鋼材)等。生產這些品種的關鍵技術有如下幾個方面： 化學成分精確控制與高潔凈鋼冶金技術。化學成分的精確性和分布均勻性是影響鋼材力學性能的關鍵因素。化學成分波動最小化應包括不同爐號、批次的穩定生產和連鑄過程各種元素的最小偏析。一般要求除符合國家標準和國際標準外，企業還應制定更嚴格的企業標準。鋼的潔凈度影響到鋼材的力學性能，特別是韌性和表面質量。轉爐冶煉+鋼水精煉技術生產潔凈鋼的純凈度應達到w{[S]+[P]+[N]+[O]+[H]｝≤0.012%。

　　2)低成本高性能微合金化技術。微合金元素與C、N、O、S能形成多種化合物，從而對鋼材性能產生多種影響。

　　目前使用最廣泛的微合金元素是Ti、V、Nb，它們能夠生成碳、氮化合物，并有細化晶粒或析出強化作用，提高強度，改善抗斷裂能力。微合金元素能夠影響顯微組織的主要參數包括：晶粒尺寸、晶粒形狀、各種尺寸的析出物、基體組織(鐵素體、馬氏體、貝氏體)、位錯密度等。根據系統的冶金材料學機制研究實現微合金化材料的成分和組織結構的精確設計與精確控制，將此項技術廣泛應用于管線鋼、高強高韌性船板、容器鋼板等的生產。

　　3)低溫大壓下軋制、控制軋制與控制冷卻(TMCP)與新一代TMCP技術。在低溫未再結晶區增大變形量，可使晶粒內部產生大量滑移帶和位錯帶，增大了有效晶界面積，使形核位置增多和分散，形成細小鐵素體晶粒，提高鋼材低溫韌性。

　　TMCP技術是除控制開軋溫度外，控制軋制過程及終軋道次變形量和軋制溫度，并進行冷卻過程控制，以細化晶粒、提高鋼材強度和韌性。新一代TMCP技術除了對軋制過程控制外，采用先進的超快速冷卻技術對熱軋和冷卻過程中的微觀組織進行有效調控，實現細晶強化、納米析出強化、相變強化等綜合強化。

　　采用可達到極限冷卻速度的在線超快速冷卻能產生更大的強韌化效果，可在進一步細化鐵素體的同時，使珠光體分布均勻，消除帶狀組織，并使中厚板有可能形成細貝氏體組織或高強復相組織。

　　4)超寬厚板連鑄及軋制生產工藝技術。航空母艦、超大型油輪等使用的特寬(>5 000mm)、特厚(200～400mm)鋼板采用高潔凈鋼連鑄板坯直接經熱軋成形及冷卻控制的生產工藝，Z 向性能控制是關鍵技術之一。

　　5)超高強中厚板的應用技術。材料強度的提高，帶來矯直困難、殘余應力控制、成形過程回彈增大等一系列問題，需要研究具體的用戶成形過程，保證超高強鋼構件的幾何與尺寸精度。

　　6)中厚板離線或在線熱處理強化技術。離線或在線熱處理包括形變熱處理、連續超快冷卻及淬火與回火控制等技術在內的熱處理工藝控制，是綜合利用材料形變與相變強化、析出強化等強化機制，將壓力加工與熱處理工藝相結合，獲得最終高強韌性的綜合性能。

　　7)圍繞低成本、穩定生產和高性能產品的開發和生產，重點解決生產工藝控制、產品性能

　　評價和用戶使用的關鍵技術問題。例如：

　　① 氧化物冶金與夾雜物有利化利用技術，鋼質潔凈化與連鑄板坯偏析控制技術;

　　② 高強度中厚板產品板形控制技術，厚規格板材TMCP技術，大單重厚板生產技術，以

　　及Q235～Q345級中厚板成分工藝集約化(或柔性化)軋制技術;

　　③ 超高強度鋼板應用技術，材料強度的提高，帶來成形過程回彈、殘余應力控制等一系列

　　問題，需要研究具體的用戶矯平、下料、成形、焊接等過程，保證超高強鋼構件的幾何與尺

　　寸精度;

　　④ 延遲斷裂性能評價方法的建立、材料抗高溫斷裂性能評價技術及材料止裂性能評價技術。

　　8)高強及超高強中厚板的尺寸形狀高精度軋制與高精度在線檢測技術。

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