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高性能钢材研发需加速 综合性能要提高

未来下游行业的结构调整、产业升级,也对钢铁产品提出了新的要求,如对钢材的耐磨性、耐冲击性、耐疲劳性、低温韧性、耐腐蚀性等方面的综合要求将提高。 建筑行业方面,钢结构..

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高性能钢材研发需加速 综合性能要提高

发布时间:2018-11-17 20:00 热度:


    未来下游行业的结构调整、产业升级,也对钢铁产品提出了新的要求,如对钢材的耐磨性、耐冲击性、耐疲劳性、低温韧性、耐腐蚀性等方面的综合要求将提高。

    建筑行业方面,钢结构的安全性与经济性对钢材提出了新的要求。从安全性与经济性考虑,钢结构需要高韧性、低屈强比钢材。高韧性可保证材料在裂纹开始扩张之前具有足够的塑性变形能力,不发生脆性断裂。因此,采用高强度钢的建筑钢结构,对冲击韧性以及伸长率的要求更高。从改善加工性考虑,需要钢材具备良好的焊接性能。由于钢结构制作和安装多在现场焊接,不能够进行预热和焊后处理,且经常采用大线能量的高速焊接,对钢材焊接性能的要求尤其严格。从耐久性与安全性考虑,钢结构钢材应具备良好的耐蚀性、耐候性、耐火性、抗震性。

    船舶行业方面,绿色环保对钢材提出了新的要求。未来几年,全球油船订单将呈现上升势头,油船货油舱作为油船上承载原油的主体容器,其用钢多为厚板,数量大约占到油船用钢总量的40%~45%,全球需求量达到数百万吨/年。国内大型油轮的建造一般使用A32、D32、A36、D36船板钢,但是这类传统高强船板在服役过程中耐腐蚀性能较差。特别是近年来中东高硫、高酸原油被大量开采、运输,油船货油舱的腐蚀问题日益严重,使得油船的寿命大大缩短,甚至威胁到原油运输的安全。

    新日铁和日本邮船合作,在世界上率先开发出油轮油仓底面用高耐蚀性厚钢板并实用化。该钢板的耐腐蚀性约为普通厚钢板的5倍,不必进行防腐蚀涂装,所以不须使用涂料和有机溶剂,使船舶成为环境友好型船舶。而且,由于无防腐蚀涂装,可以大大降低造船、维护、维修的成本。目前,由日本提出并制订的油船货油仓耐蚀钢性能标准即将启用,给我国造船行业带来了巨大压力。建议相关钢铁企业加快研制和生产大型油船货油仓用耐蚀船板钢,满足我国新型油轮建造的要求。实现储运用耐蚀船板的国产化,不仅可以打破国外相关技术垄断,提升我国耐腐蚀钢的技术水平,还将有效促进我国造船和航运行业的技术进步。

    石油行业方面,恶劣的地质条件和新工艺对钢材提出了新的要求。“十二五”期间,作为我国石油天然气开发主战场的塔里木和川渝地区,油井管服役条件更加复杂和严酷。对所用设备材料性能也提出了新的要求。在钻柱构件方面,高含H2S气田开发对钻柱构件的抗氢损伤性能是重大的挑战;强化钻井(大钻压、高转速、高泵压)对钻柱构件强度(特别是抗扭强度)、疲劳和腐蚀疲劳抗力提出了新的、更高的要求。对超高强度钻杆、高强度抗硫钻杆、高抗扭接头钻柱构件等高端产品的需求增加。在套管和油管方面,高温高压井使套管和油管柱承受的压力增加,而承压能力降低;H2S、CO2和Cl-单独或复合作用下,油套管的腐蚀都是相当严重的;特殊地质条件(如盐岩层塑性流动、疏松砂岩油层出砂、山前构造等)对管柱抗挤性能提出了特殊要求。对高强度抗硫油套管、双相不锈钢油套管、耐蚀合金油套管、高抗挤套管等高端产品需求增加。未来重点发展的高端产品包括性能更好的X80钢级焊管、X90和更高钢级焊管、满足-45℃低温韧性要求的高强度钢管、抗大变形管线钢及焊管、深海油气管道钢管、酸性服役钢管等。 更多www.649net内容,请访问澳门葡萄京官方网站.

桥梁方面,安全性对钢材提出了新的要求。在桥梁建设方面,与以往相比,我国桥梁用钢大体上沿着低碳钢—低合金钢—高强度钢—高性能钢这条轨迹在发展。但我们在理论研究的深度、实用化的广度、高性能钢拓展的进度上与国外相比仍有一定差距。今后,将从进一步提高对桥梁钢要求的强度、断裂韧性、焊接性、耐蚀性以及加工性能的角度出发,将各项性能提高到最佳范围的材料,推广“高性能钢材BHS”。

    机械行业方面,产品升级对钢材提出了新的要求。在传统装备制造业中,工程机械用钢向高强度、高耐磨性、特种性能钢材发展;新能源机械设备,如风电设备要提高轴承钢寿命,这就要求提高轴承钢的纯净度(减少夹杂物);重型机械用锻件要求解决钢材机加工能力和热处理水平;通用机械用钢向易切削钢、非调质钢、银亮钢材等品种发展。

    在航空设备(如飞机)的制造中,也对钢材提出了较高要求。在飞机结构中,需要使用钢材的地方有飞机齿轮、飞机发动机曲轴、飞机机身大梁或骨架、飞机起落架等。不同部位对于钢材的要求也各不相同。飞机齿轮、曲轴等要求钢材在具备一定硬度的同时还要有良好的韧性,特别是低温冲击韧性。而飞机起落架、大梁、骨架用钢则要求钢材拥有高屈服强度以及抗高温性,对超高强度结构钢提出了更高的要求。

    综合来看,在减量化的需求下,薄规格、高强度、新性能等钢材的需求将越来越大,在“十二五”期间,研发和生产高性能、低成本的耐候、耐蚀钢,开拓新的应用领域,扩大使用量,将成为钢铁行业品种结构优化的主要任务之一。

 


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