經(jīng)濟(jì)建設(shè)如火如荼 用鋼需求或迎春天

　　目前我國400MPa以下帶肋鋼筋占總量59.6%，約為7800萬t，而國際上已經(jīng)基本不采用這類鋼筋。熱軋窄帶鋼產(chǎn)量為4541.4萬t，比2005年增長50.7%，應(yīng)被先進(jìn)寬帶鋼取代。鋼結(jié)構(gòu)用中厚板年產(chǎn)量約4000萬t，以Q235、Q345為主。日本建筑用中板最高強(qiáng)度已達(dá)690MPa，神戶制鋼已開發(fā)出建筑結(jié)構(gòu)用780MPa級鋼板。我國Q420-Q460級中厚板應(yīng)用量少，總共僅占5%。輸電線塔用鋼工、角、槽鋼采用Q420B代替現(xiàn)有Q235-Q345型鋼，能有效節(jié)約鋼材6%-8%;采用Q460B可節(jié)約鋼材10%，二氧化碳減排在百萬噸以上。

　　當(dāng)前我國低強(qiáng)度品種鋼仍占有相當(dāng)比例，因此發(fā)展高品質(zhì)鋼，淘汰約1億t低檔品種，是解決能源、資源和環(huán)境瓶頸的有效措施。發(fā)展高強(qiáng)鋼的同時也要注意以下幾個問題：鋼材的焊接性及焊接工藝;鋼材的低溫韌性及脆斷傾向;鋼材的抗環(huán)境腐蝕能力及防護(hù)技術(shù)。

　　2能源領(lǐng)域用鋼

　　2.1 700℃高參數(shù)先進(jìn)超超臨界機(jī)組關(guān)鍵品種

　　火電占我國實(shí)際發(fā)電量的82%，截至2012年我國已占600℃電站全球裝機(jī)量70%，為進(jìn)一步提高發(fā)電效率，各國正安排研發(fā)700-760℃高參數(shù)機(jī)組。700℃以上機(jī)組鋼材將由鐵素體、馬氏體組織向奧氏體和耐熱合金轉(zhuǎn)變，相應(yīng)各種鋼管、汽輪機(jī)構(gòu)件等將有重大變化。

　　2.2 X100超高強(qiáng)度油氣輸送管線及配套鉆采用鋼

　　要求單管年輸氣量從300億m3西氣東輸二線提高到450-500億m3。

　　3交通領(lǐng)域用鋼

　　3.1汽車用鋼

　　關(guān)鍵目標(biāo)是輕量化和安全化，車身強(qiáng)度提高80%，車身重量減輕25%。20世紀(jì)90年代，國內(nèi)外研發(fā)第二代汽車用鋼，2008年以后開始研發(fā)第三代汽車用鋼。

　　第二代：TWIPRm≈1000 MPa，A≈70%：鞍鋼、寶鋼等研發(fā);B-Steel：鋼鐵研究總院、長春Thyssen、武鋼等研發(fā)。

　　第三代：Q/P1470MPa：寶鋼、上海交大參與;TRIP優(yōu)化：鞍鋼、寶鋼、首鋼、武鋼主力發(fā)展，上海大學(xué)、北科大等參與;超細(xì)M/逆相變：太鋼試制，鋼鐵研究總院、一汽參與。

　　3.2軌道交通用鋼

　　以鋼軌用鋼發(fā)展為例約250年發(fā)展史。第一階段150年1761- 1910：由鑄鐵鋼軌發(fā)展到軟鋼鋼軌;強(qiáng)度從180MPa提高到600MPa;表面硬度從170HB上升至200HB。第二階段1910-1980年代：發(fā)展熱處理軌端淬/整體淬火;強(qiáng)度從900MPa上升至1200MPa接近極限;表面硬度達(dá)到270HB。第三階段1980年代到現(xiàn)在 ：強(qiáng)度可達(dá)2000MPa，耐度、沖擊斷裂韌性明顯提高。至今各國都在進(jìn)行研發(fā)，但尚無完全成功、完全工程化項(xiàng)目。

　　4海洋工程裝備領(lǐng)域用鋼

　　我國目前尚無成熟鋼鐵品種供東海和南海安全服役。這些地區(qū)高濕熱、強(qiáng)輻射、高Cl-環(huán)境和微生物侵蝕造成嚴(yán)重腐蝕。深水高壓、高溫?zé)嵋簠^(qū)、低溫2℃等復(fù)雜環(huán)境造成材料和裝備開發(fā)困難，急需研發(fā)新型合金體系見表1。

　　表1 我國海洋工程用鋼與國外先進(jìn)水平的差距

　　關(guān)鍵品種國內(nèi)先進(jìn)水平國際先進(jìn)水平

　　特厚板620MPa，E級，厚度小于127mm有供貨690-720MPa，F(xiàn)級，厚度127-256mm

　　大口徑無縫管620MPa，E級，最大壁厚20mm有供貨690-720MPa，F(xiàn)級，最大壁厚40mm

　　大規(guī)格型鋼H型鋼、T型材、球扁鋼H型鋼：355-390MPa，E級，翼緣厚度小于40mm;

　　球扁鋼：非調(diào)質(zhì)355MPa，D級，最大規(guī)格36#H型鋼：460-550MPa，F(xiàn)級翼緣厚度100mm;

　　球扁鋼：非調(diào)質(zhì)390MPa，E級，最大規(guī)格43#

　　大壁厚深海管線鋼、隔水管深海管線：420-490MPa，E級，最大深度300米;

　　隔水管：國內(nèi)空白深海管線：490-550MPa，E級，最大深度3000米;

　　隔水管：X80-X100，合金管等，具有良好的抗深海壓潰性能、腐蝕性能和疲勞性能

　　島礁基礎(chǔ)設(shè)施用耐蝕低合金鋼耐候鋼：345-700MPa，近海岸南海地區(qū)出現(xiàn)腐蝕加速現(xiàn)象，耐海洋大氣腐蝕鋼無成熟品種;

　　耐蝕鋼筋：400、500MPa耐蝕鋼筋，耐海洋腐蝕環(huán)境鋼筋無成熟品種耐候鋼：345-700MPa海岸耐候鋼，3Ni、Al-Si、Ca-Si等系列，均無近海岸南海地區(qū)使用歷史;

　　耐蝕鋼筋：已經(jīng)開發(fā)了345MPa耐海洋腐蝕環(huán)境鋼筋

　　5先進(jìn)裝備業(yè)用共性關(guān)鍵材料

　　5.1軸承鋼

　　急需開發(fā)高純凈、高均質(zhì)、高性能的民用高端和航空軸承鋼，目前國內(nèi)航空軸承壽命只有國外的1/4-1/5，應(yīng)將軸承設(shè)計(jì)、制造和服役與軸承鋼關(guān)鍵系統(tǒng)集成見表2。

　　表2 以2010年軸承鋼質(zhì)量統(tǒng)計(jì)為例

　　現(xiàn)統(tǒng)計(jì)“特殊質(zhì)量軸承鋼”實(shí)際為“普通質(zhì)量軸承鋼”實(shí)際“優(yōu)質(zhì)軸承鋼”實(shí)際“特殊質(zhì)量軸承鋼”航空軸承鋼

　　項(xiàng)目新標(biāo)準(zhǔn)擬用名優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼特級優(yōu)質(zhì)鋼

　　新標(biāo)準(zhǔn)T[O]≤12ppmT[O]≤10ppmT[O]≤76ppm

　　Ti≤50ppmTi≤30ppmTi≤15ppm

　　Ds2.0級Ds≤1.5級Ds≤1.0級17mm

　　統(tǒng)計(jì)量373.32萬t80萬t50萬t1100t

　　注1：山陽、大同軸承鋼，T[O]≤5ppm，Ti≤5ppm，Ds≤7.5mm。

　　注2：現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)對Ti、Ds沒有規(guī)定，“擬用名”是擔(dān)心“落后”軸承鋼制造廠暫時難以接受。

　　5.2齒輪鋼

　　我國使用的高端齒輪約三分之一依靠進(jìn)口，急需強(qiáng)化和梳理我國齒輪鋼系列。表3引述的國內(nèi)外差距表現(xiàn)在冶金成分控制，使用性能穩(wěn)定、熱處理質(zhì)量好壞方面均需努力。

　　表3 國內(nèi)外齒輪鋼性能差距

　　序號對比項(xiàng)目國內(nèi)水平國外水平

　　1淬透性帶12HRC，較好6-8HRC，不穩(wěn)定最高4HRC，一般6-8HRC，穩(wěn)定

　　2晶粒度5-8級5-8級

　　3性能不穩(wěn)定穩(wěn)定、均勻

　　4成分波動波動大[C]0.02-0.03%，△C<0.005

　　5T[O]×10-610-20≤15

　　6S，%0.010-0.0300.02-0.035

　　7Al，%0.02-0.0550.02-0.055

　　8Ti，% ≤0.01

　　9Cu，% ≤0.03

　　10尺寸精度 φ<20mm±0.2

　　φ≥201%以內(nèi)

　　11運(yùn)行壽命約20萬公里30萬公里以上

　　5.3模具鋼

　　據(jù)國際模協(xié)秘書長羅百輝介紹，中國進(jìn)口高端模具比國內(nèi)生產(chǎn)的模具還要多，說明模具鋼的產(chǎn)業(yè)化和工程化存在極大差距。對大型精密模具，例如C級以上汽車覆蓋件模具，兆瓦級以上風(fēng)機(jī)模具，動車組齒輪箱模具及超高速>300km/h精密模具要給予更多的重視和開發(fā)。

來源：華夏模具網(wǎng)

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