高品质特殊钢技术发展的思考

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2013/7/31,#,高品质特殊钢技术发展的思考,钢铁研究总院,董 瀚,2013,年,7,月,31,日 长春,高品质,特,特殊钢,是,是发展,方,方向,高质量,高性能,环境友好,低成本,窄化学成分,高纯净度,高均匀度,组织控制,高尺寸精度,高表面质量,力学性能,强度和韧性,服役性能,疲劳,/,延迟断裂,/,腐蚀,/,蠕变,工艺性能,冷热加工,生产,/,加工,/,应用过程中,稳定和经济地回收利用,生产,/,加工,/,应用过程中,成本低,特殊钢,行,行业近,期,期关注,原材料,流程,装备,工艺,钢材,深加工,应用,环保,特殊钢,行,行业近,期,期关注,提高质量,窄化学成分、高纯净度、高均匀度、精细组织、高尺寸精度、高表面质量,高端品种,高铁轮对、能源装备、大型飞机、石油化工、武器装备,流程再造,资源供应、环境保护、市场需求,物质、能量、时间、空间,新型材料,高强高韧钢、长寿命钢、低成本钢,钢材,零件一体化技术,高品质,特,特殊钢,的,的关键,技,技术,高洁净,度,度化学,冶,冶金与精确控,制,制化学成分技术,凝固过,程,程的洁,净,净度与,均,均匀度,控,控制技,术,术,板（方,、,、圆）,坯,坯连铸、,大,大锭型,模,模铸、,大,大锭型,电,电渣的凝固控,制,制技术,高品质,特,特殊钢,的,的轧制（锻造,）,）工艺,技,技术,提高钢材尺,寸,寸精度与表面,质,质量,在线热,处,处理技,术,术,后步精,整,整热处,理,理技术研究,组织调,控,控技术,与,与缺陷检,测,测控制技术,特殊钢,品,品种的,应,应用技,术,术研发,建设品种、工艺流程、装备、在线检,测,测技术,集,集成的生产示范线,，,，推动特殊钢技术整体的进步,特殊钢,产,产品需,要,要关注,的,的共性问题,特殊钢,的,的洁净,度,度水平,特殊钢产品的,均,均匀度,模具钢,等,等向性,齿轮钢,带,带状组,织,织、淬,透,透性带,宽,宽,特殊钢产品的质量稳定性,和,和一致,性,性,特殊钢产品的尺寸精度,产品的,稳,稳定性,和,和一致,性,性,生产工,艺,艺流程的不断,优,优化,品种开,发,发能力、特殊钢关键品,种,种的特征,关键工,艺,艺技术,，,，尤其,与,与设备,的,的相关性,生产工,艺,艺流程的,在,在线控,制,制，尤,其,其是成,分,分的精,确,确控制,，,，轧制,模,模型的,动,动态调,整,整,在线热,处,处理、,在,在线探,伤,伤、在,线,线精整,原材料品质,特殊钢产品的,均,均匀度,碳和合金元素的,分,分布均匀分,布,布,夹杂物,（,（硫化物,、,、氧化,物,物）分布不,均,均匀,钢材硬度分布需,更,更加均匀，提高加工性,能,能,化学成分的,偏,偏析控制降,低,低热处理,变,变形,特殊钢产品的尺寸精度,使用高精度,轧,轧机，,如,如kocks轧机，提高棒材的,尺,尺寸精,度,度,生产高精度,管,管材，,采,采用同,样,样牌号,的,的锅炉,管,管，使,用,用国内,管,管材的,机,机组效,率,率需要提,高,高,扁钢边,角,角锐度需要达,到,到先进,水,水平,技术的,支,支撑作,用,用市场需,求,求与企,业,业结构,产品质量,钢材品种,工艺技术,生产流程,特殊钢,的,的生产,工,工艺流,程,程,普钢建,成,成了先,进,进流程,（,（济钢,）,）,形成了,先,先进钢,铁,铁生产,工,工艺流,程,程,普钢长形材,高炉,转炉,连铸,热连轧,钢筋、线材、型钢,普钢薄钢板,高炉,转炉,精炼,连铸,热连轧,冷连轧,薄板,热轧中厚板,转（电）炉,连（模）铸,热轧,热处理,钢板,不锈钢薄钢板,三步法冶炼,连铸,热连轧,冷连轧,不锈钢薄板,特钢长形材,电（转）炉,精炼,连铸,连轧,精整热处理,棒线材,特钢锻材,特冶,模铸,快锻,径锻,热处理,粗加工,锻材,无缝钢管,电炉,精炼,连铸,轧管,精整热处理,钢管,形成特,殊,殊钢材,的,的专业,化,化生产,线,线,棒线材,电炉（转炉）冶炼,精炼,连铸,棒线材连轧,精整热处理,板带材,三步法冶炼（电炉,K-OBM-S,转炉,VOD,精炼）,板坯连铸,热连轧,冷轧,酸洗连续退火,无缝钢管,冶炼,精炼,坯料,环形炉加热,穿管,轧管,加热,减定径,探伤精整,锻材锻件,冶炼,精炼,模铸（连铸）,快锻（径锻）成材,锻件加工,按合金,、,、性能,和,和产量,划,划分特,钢,钢,优特钢,合金,不锈钢,合金特钢,生产和应用量,特钢企,业,业类型,按材型分,按流程分,棒线材,无缝管材,中厚板,板卷,锻材,锻件,粉末冶金,铁水,转炉,住金小仓,V&M Httenwerke Krupp Mannesmann,SSAB,Dillinger Httenwerke,Nisshin,废钢,电弧炉,日本大同,Republic,德国,LSW,Tenaris,V&M,Industeel,Acerinox,Otokumpu,Sidenor,DEW,日本爱知,Georgsmarienhtte,特殊,冶金,Carpenter,DEW,Sandvik,Sumitomo,SMC,ATI,Latrobe,A&D,Erasteel,Crucible,特殊钢,是,是不断,发,发展的,新,新材料,因为需,求,求在不,断,断发展,如汽车,、,、能源,、,、武器,等,等,特殊钢工业基,础,础材料,和,和不断,发,发展的,新,新材料,轴承钢,产,产量400万吨/年,高速钢,产,产量10万吨/年,特钢产,品,品的主,要,要发展方向,抵抗温度环境,温,抵抗载荷作用,力,抵抗腐蚀失效,蚀,适应,多种,工艺加工,艺,装备的服役温度向超高温和超低温两个极限方向发展，需要耐,650,度以上温度的耐热钢，耐,-196,度的低温钢。要求开发高温稳定性好的特钢和低温韧塑性高的特钢,装备的高性能化和轻型化要求提高钢材的强度，安全性和可靠性要求提高塑性和韧性，以及高强度化后所导致的疲劳破坏和延迟断裂问题,使用环境日益苛刻（工业大气、工业废水、海水等相关装备的环境腐蚀现象日益严重），对耐腐蚀性能提出了更高需求,加工制造的自动化和高效率化需要特钢具有良好的加工性能，如热变形性能、切削性能、冷弯性能、焊接性能等，易于加工制造,案例,Sanyo的夹杂物,评,评估技,术,术从高洁,净,净钢到,超,超高洁,净,净钢,Thelargest inclusionsobservedineachofthirtysampleswith a100mm2test area,Conventionalhighcleanlinesssteel,(,(oxygen content,:,:5ppm),Premium cleanliness steel(oxygencontent:5ppm),不锈钢,中,中氮含,量,量不断,提,提高,氮合金,化,化不锈,钢,钢,（1Cr22Mn15N）,大同特殊钢公司高均匀度模具钢,大同特殊钢公司非調質鋼技术,神户制钢气阀,弹,弹簧钢,市,市场占有率,逐,逐年提,高,高,Sandvik公司蒸,汽,汽发生,器,器用换热,器,器管,起落架,用,用超高,强,强度钢,公称横截面积,cm2,方向,Rm,MPa,Rp0.2,MPa,A,%,AK,J/cm2,645,纵向,1860,1515,30,49,645920,横向,1860,1515,30,29,1860,1515,25,29,4340,300M,AF1410,A100,超高强,度,度钢发,展,展,高品质,基,基础件,用,用特殊,钢,钢,齿轮钢,1200MPa,-1,600MPa,1500MPa,-1,1000MPa,螺栓钢,12.9,K,ISCC,30MPam,1/2,16.9,K,ISCC,30MPam,1/2,弹簧钢,1800MPa,-1,0.3,b,2000MPa,-1,0.5,b,轴承钢,L10,10,6,O,10-15ppm,L10,10,9,O,5ppm,GST技术提,高,高耐延,迟,迟断裂,性,性能,晶界G+组织S+陷阱控,制,制TMoV合金化+工艺GSTtechnologytoimprove delayedfracture,IST技术提,高,高抗疲,劳,劳性能,Fatigue limit improved by IST,（夹杂I+组织S+陷阱控,制,制TCrNiMoV合金化+工艺）,性能提,高,高的潜,力,力,以硬度,提,提高为,例,例,Theprecipitationofcarbon,temperedat150,temperedat165,极端马,氏,氏体组,织,织EAF,-,-VIM4340,ASB组织形貌,ASB组织形,貌,貌,ASB断口形,貌,貌,高分辨,原,原子像,ASB的组织,形,形态,超细组,织,织,衍射斑,点,点,100nm,需要关,注,注钢的,发,发展,纯铁方向的,实,实测抗,拉,拉强度,为,为13.1GPa，（S.S.Brenner,J.Appl.Phys.,27,(,(1956),854.）,高强度,、,、耐腐,蚀,蚀耐高温,、,、抗低,温,温,性能的,极,极限化,发,发展,成本的,持,持续降,低,低,质量的,稳,稳定性,控,控制,特殊钢,怎,怎么办,大家的,关,关注应,用,用领域,高铁动,车,车转向,架,架用车,轮,轮、车,轴,轴、轴,承,承等,大飞机,用,用起落,架,架、结,构,构件、,主,主轴等,火电机,组,组用钢,核电机,组,组用钢,新能源,用,用钢,军工用,钢,钢,机器制,造,造用钢,汽车用,钢,钢,海洋开,发,发用钢,关于特,殊,殊钢,清晰的,各钢类,的,的发展,方,方向,钢材质,量,量发展,目,目标,国内外,对,对标企,业,业,先进的,生,生产工,艺,艺,模糊的,有竞争,力,力的产,品,品,企业形,态,态,工艺流,程,程技术,发,发展,品质的,发,发展方,向,向,与用户,的,的关系,历史、,文,文化、,科,科技发,展,展评估,案例,石钢的SBQ棒材（,专,专业化,）,）,兴澄特,钢,钢的SBQ棒线材,（,（专业,化,化）,美国TIMLEN的轴承,钢,钢与轴,承,承（零,部,部件）,方大特,钢,钢的弹,簧,簧钢与,弹,弹簧（,零,零部件,）,）,久立特,材,材的不,锈,锈钢管,材,材,新兴铸,管,管的铸,铁,铁管（,零,零部件,）,）,江苏兴,化,化不锈,钢,钢（产,业,业集群,）,）,特殊钢,行,行业特,点,点,钢种和,钢,钢材品,种,种多,质量要,求,求多元,化,化,生产工,艺,艺流程,多,多样化,（,（复杂,化,化）,钢材生,产,产与零,件,件制造,的,的关系,密,密切,解决措,施,施之一,现有国内企业,合作特钢企业,模具钢,汽车钢,重新关,注,注合金,化,化技术,碳、氮,合,合金化,的,的再认,识,识,锰、硼,低,低成本,合,合金化,的,的再认,识,识,其它合,金,金化，,如,如微合,金,金化等,强,强化应,用,用,在线热,处,处理技,术,术,与零件,制,制造相,结,结合,特殊钢,多样化,提,提供了,更,更多的,发,发展空,间,间,