01钢的高性能化研究与探索--董瀚

高强高塑第三代汽车钢的研发1董瀚，王存宇，时捷，曹文全（钢铁研究总院，北京 100081）摘要：本文首先简要介绍了先进高强钢的发展状况和高强高塑第三代汽车钢的研发情况。

在此基础上，本文重点介绍了钢研总院及其合作单位在第三代汽车钢领域的基础研究、工业试制、零件冲压情况。

所研发的第三代汽车钢具有优异的力学性能和较低成本，试验钢的抗拉强度在700-1600MPa范围内，强塑积可达30-50GPa%；太钢的工业试制获得了第三代汽车钢热轧钢板与冷轧钢板，其抗拉强度为700-900MPa，强塑积不小于30GPa%。

研究认为，第三代汽车钢的高强度与高塑性主要归因于超细双相组织与大量奥氏体的相变诱发塑性作用。

本文还简要介绍了第三代汽车钢在一汽与湖南大学的应用情况。

最后对第三代汽车钢的未来发展潜力进行了探讨。

关键词：第三代汽车钢，高强高塑，超细双相组织，相变诱发塑性Abstract: At first, R&D of the third generation automobile sheet steel (TG steel) with high strength and high ductility are briefly introduced. And then, the basic research, industry trial, and stamping of the TG steel are presented in details. It is shown that excellent mechanical properties of the steels prepared in laboratory scale at CISRI are of 700-1600MPa for tensile strength and of 30-50% for the product of tensile strength (Rm×A) to total elongation. The mechanical properties of steel sheets produced in the industry trials are of 700-900MPa for tensile strength and no less than 30GPa% for Rm×A. This combination of high strength and high ductility is believed to be attributed to the ultrafine duplex structure and the role of the phase transformation induced plasticity (TRIP effect). The stamping trials of TG steel sheets in First Automobile Works and in Hunan University are introduced in brief. At last, the potentials of the TG steel are discussed.Key words: Third generation automobile steel, strength and ductility, ultrafine duplex microstructure，TRIP effect 0.前言首先，钢材是构成汽车的主要材料，其高强化成为汽车轻量化的首要目标，通过轻量化达到汽车的节能减排势在必行；第二，汽车碰撞安全性法规也促进汽车使用更高强度和更高塑性的钢材。

2021年第1期理事传真77河北省纯铁材料及应用产业技术研究院揭牌仪式在龙凤山举行2020年10月27日，河北省纯铁材料及应用产业技术研究院（以下简称“纯铁研究院”）揭牌仪式在龙凤山铸业有限公司（以下简称“龙凤山”）举行。

来自科研院所和企业用户、相关政府机构的代表出席了揭牌启动仪式。

纯铁研究院将在现有高纯/超纯生铁的生产工艺技术基础上，研发高效、绿色的杂质元素和有害元素纯净化技术，进一步提高高纯/超纯生铁的品质，逐步开发3N ～6N 级高纯铁生产工艺技术。

与此同时，研究3N ～6N 级高纯铁在特殊合金材料中的应用技术和推广，以及开展在高端装备核心部件的应用研究。

龙凤山历经21年发展，立足现有优势基础，抢抓发展机遇，不断提升核心竞争力；始终坚持于铁的纯净化技术研究，挑战纯净度极限，以开展铁纯度达到4N 及以上级别的高纯/超纯生铁的工艺技术和产业化技术研发为契机，锚定高质量发展方向；始终坚持以精准、极致、高效及勇攀高质量科技尖峰的新时代创新精神，勇于担当解决我国铁基新材料领域中“卡脖子”的难题。

龙凤山总经理、纯铁研究院院长白佳鑫表示，纯铁研究院揭牌后，一是要高标准建设纯铁材料及应用产业技术研究院，全力推动PI 品质提升工程早日投产；二是龙凤山将以此次研究院成立为契机，打好组合拳，以提升高纯/超纯生铁的产业化能力和应用为目标，加强产业化配套服务功能，完善产学研用合作体系，着重人才培养、社会配套、企业服务等建设，保障高纯/超纯生铁产业和规模化应用的绿色、高质量可持续发展，实现需求牵引供给、供给创造可靠的市场需求；三是将继续弘扬“成功必定有我”的创新与担当精神，凝心聚力、抓铁有痕，持续探索一切关于“铁”的事物，创造超越“铁”本身的全新价值，以“龙生铁、凤熟铁”，为我国高端纯铁材料的研发与工业化制备开辟新路径。

上海大学材料学院院长、纯铁材料研究院名誉院长董瀚表示，研究院将与下游合作，做好应用研发工作，一方面作为高精尖材料的原料使用，另一方面作为特种材料使用。

中国金属学会特殊钢分会理事会暨2014年特殊钢技术研讨会
在黑龙江齐齐哈尔召开
佚名
【期刊名称】《特殊钢》
【年(卷),期】2015(36)1
【摘要】2014年12月3～5日在黑龙江齐齐哈尔市召开了“中国金属学会特殊
钢分会理事会暨2014年特殊钢技术研讨会”。

会议以“特殊钢品种质量提升”为主题，由钢铁研究总院、东北特钢集团北满特殊钢有限责任公司承办，来自科研院所、大专院校、特钢生产及用户企业等30多家单位，70多位代表参加了会议。

会议包括（i）全体大会；（2）学术报告；（3）特殊钢理事会；（4）《特殊钢》杂志编辑委员会会议。

全体大会由分会陈思联秘书长主持，东北特钢集团北满特殊钢有限责任公司总经理王伟先致词，特殊钢分会主任委员董瀚讲话。

【总页数】1页(P69-69)
【关键词】中国金属学会;技术研讨会;齐齐哈尔市;特殊钢;理事会;黑龙江;钢铁研究
总院;编辑委员会
【正文语种】中文
【中图分类】TG-26
【相关文献】
1.中国硅酸盐学会非金属矿分会关于召开“非金属矿专题技术研讨会”暨非金属矿分会理事会的通知 [J],
2.中国金属学会特殊钢分会理事会暨2008年特殊钢技术研讨会在北京召开 [J], 中国金属学会特殊钢分会
3.2006年中国金属学会特殊钢分会理事会暨特殊钢技术研讨会在黄石召开 [J], 刘苏
4.2004年特殊钢技术研讨会、中国金属学会特殊钢分会理事会在成都召开 [J], 刘苏;沈中砥
5.2003年中国金属学会特殊钢分会理事会、中国特钢企业协会行业科技中心管委会年会暨特殊钢技术研讨会在杭州召开 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

研发节能减排型特殊钢品种的实践与思考 R&D of Specialty Steel Products to Save Energy and Reduce Emission中国钢研科技集团公司 钢铁研究总院 先进钢铁材料技术国家工程研究中心 中国金属学会特殊钢分会 董 瀚我国节能减排主要目标摘自国务院印发《节能减排综合性工作方案》 • 到2010年，万元国内生产总值能耗由2005年的 1 22吨标准煤下降到1吨标准煤以下，降低 1.22 吨标准煤以下 降低20%左 右；单位工业增加值用水量降低30%。

• “十一五”期间，主要污染物排放总量减少 “十 五”期间 主要污染物排放总量减少10%。

到2010年，二氧化硫排放量由2005年的2549万吨 减少到2295万吨，化学需氧量（ 万吨 化学需氧量（COD）由1414万 吨减少到1273万吨；全国设市城市污水处理率不 低于70%，工业固体废物综合利用率达到 工业固体废物综合利用率达到60%以 上。

材料寿命周期的节能减排低合金含量 铁素体不锈钢原料 低合金 钢材生产 节能 节材连铸连轧技术 在线热处理技术零件制造 节能 节材非调质钢 易切削钢便于分类管理 易切削钢 含钼钢回收利用 易回收钢件应用 高性能 长寿命USC用钢 耐延迟断裂钢 抗疲劳钢连铸技术提高轴承钢成材率特殊钢在线热处理技术 On-line heat treatment 在线软化• 螺栓钢球化退火 • 轴承钢球化退火 • 珠光体钢丝屈氏体化 • 高强度螺栓钢 • 高强度弹簧钢 • 微合金非调质钢在线硬化特殊钢在线热处理技术 On-line heat treatmentSoaking temperature in furnace Rough rolling Intermediate rolling Finish rolling coolingRX of austeniteDIFT and successive transformationsCCTPhysical Metallurgy在线软化处理技术节省能源2 hours 1010 -24 hoursA1/AcmFurnace cooling¾To improve ductility for cold drawing and cold heading ¾To last dozens of hours ¾To consume cons me energy ene g and time ¾Cost of $40 per tonne for the heat treatmentAir coolingConventionally spheroidized heat treatmentGCr15钢在线软化处理技术OffOff -line annealing OnOn -line annealing热扎盘圆的组织（35K）35K钢在线软化处理技术OffOff -line annealing On On-line annealing珠光体钢在线热处理技术 On-line heat treatment35K钢的在线强化技术微合金非调质钢节约能源Die forgingHardening Tempering Stress relievingStraightening微合金非调质钢的特点节减能耗 节省了热处理及相关工序的 材料消耗 减少环境污染 缩短生产周期 提高劳动生产率 提高材料利用率 ～2500 kW·h 取消退火处理 取消调质处理 省去淬火介质 绿色钢材 一般可缩短生产周期约15 % 一般提高3～4 %汽车用微合金非调质钢锻件微合金非调质钢GB/T 15712—××××代替GB/T15712-1995Grade F35VS F40VS F45VS F30MnVS F35MnVS F38MnVS F40M VS F40MnVS F45MnVS F49MnVS F12Mn2VBS Rm MPa ≥ 590 640 685 700 735 800 785 835 780 685 ReL MPa ≥ 390 420 440 450 460 520 490 510 450 490 A % ≥ 18 16 15 14 17 12 15 13 8 16 Z % ≥ 40 35 30 30 35 25 33 28 20 45 Aku2 J ≥ 47 37 35 -37 -32 28 ---Fatigue limit of microalloyed forging steelsCompared with QT steel and Normalized Carbon steelS 3 5 C,S 4 5 C,QT S Cr 4 40 ,S CM4 3 5 ,S NCM4 3 9 ,Q T S 2 5 C,S 3 5 C,S 4 5 C,N 2 2 Mn V S ,A R 3 8 Mn V S ,A AR 4 8 Mn V ,A R 3 8 Mn V S ,A F 3 8 Mn S ,A F 3 8 Mn V S ,L N 3 8 Mn V S ,HN HN σ -1 =0 .5 2 R m600500 Fa atigue limit,σ-1,MPa400N: No r ma liz e d A R: A s - r o lle d A F: A s - f o r g e d L N: L o w te mp N HN: Hig h te mp N300 σ -1 =0 .4 0 R m 200 O p e n : Da t a o f NIM S ,J a p a n S o lid : Dat a o f C IS RI,C h in a 100 2004006 0080010001 2 00Te n s ile s tr e n g th ,R m ,MPa晶内铁素体分割晶粒技术 Al2O3 – MnS – IGF铁素体晶粒 Ferrite grain size长寿命高强度钢节约材料消耗• • • • • 高强度化降低零件重量，提高装备性能 高 度 降低 件 提高装备性 高强度化需要耐延迟断裂和抗疲劳断裂 提高高强度钢的服役性能 研发≥12.9级耐延迟断裂螺栓钢 研发2000MPa级抗疲劳断裂弹簧钢高强度节约钢材超高强度钢提高耐延迟断裂性能高性能 – 长寿命螺栓钢高强度合结钢的疲劳强度2000MPa grade spring steel高性能热作模具钢SDH13• 已将200多吨 SDH13成功地 成功 应用于大型压 铸模 热锻模 铸模、热锻模 和热挤压模 • 明显提高了模 具寿命，性能 已达到或超过 现有8407钢水 平不锈钢钢筋（长寿命）• 耐腐 耐腐蚀（用于沿海建筑和北方城市桥梁） 海建 城市桥 • 无铁磁性（精密设备建筑）Steel grade SUS304 Aichi Steel SUS304N2 CISRI C 22M 15N Cr22Mn15N Rp0.2 Rp0 2 MPa ≧295 ≧390 ≧500 Rm MPa ≧570 ≧690 ≧800 A % ≧40 ≧35 ≧30Strength and nitrogen in austenitic stainless steels我国现有火电机组消耗了大量的能源中国火电机组煤耗和热效率（火力发电占我国发电的80％以上） 我国机组 火电机组平均煤耗（g/ g/kWh W ） 火电机组平均热效率（%） ∼ 379 ∼ 30 发达国家USC机组 300 > 40 CO2+SO2+NOX每年多消耗近3亿吨原煤‡消耗资源 ‡ 污染环境 ‡增加成本 ‡ 运输压力高效率火电机组用钢• 锅炉钢管 管 • 叶片钢 • 转子钢火电机组用钢开发核电用不锈钢快速发展的不锈钢消耗了大量的镍资源中国不锈钢的消费和生产已经世界第一。

先进钢铁材料技术的进展钢铁研究总院先进钢铁材料技术国家工程研究中心董瀚摘要：钢铁材料是不断发展的先进材料，它依然是本世纪的主要结构材料。

先进钢铁材料具有环境友好、性能优良、资源节约、成本低廉的特征。

本文从钢铁材料理论进展出发，评述微合金化钢、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WTHZRecent Progress in Advanced Steel TechnologiesWT(Yong GAN and Han DONGCentral Iron and Steel Research Institute, Beijing 100081, ChinaNational Engineering Research Center for Advanced Steel Technology, China) WTHZAbstractWTSteel is generally believed to be as one of the dominant structural materials in the 21st century due to its environmental benign, high performance, resource saving and low cost characteristics. The paper overviewed the newly developments in advanced steel technology. It was stressed on the important progresses of microalloyed steel, ultrafine grained steel, nitrogen alloyed stainless steel, high quality specialty steel, process modeling and steel database technology. WTHZKeywordsWTadvanced steel technology, microalloyed steel, ultrafine grained steel, nitrogen alloyed stainless steel, high quality steel, process modeling, steel databaseWT一、引言钢铁材料具有资源相对丰富、生产规模庞大、加工制造容易、性能多样可靠、成本低廉稳定、使用便利习惯和回收利用方便等特点，是基础设施建设、工业设备制造和人民日常生活中广泛使用的材料。

822020年第2期理事传真上海大学·龙凤山铁基新材料研究院成立2020年1月12日，上海大学·龙凤山铁基新材料研究院成立暨PI 项目启动仪式正式举行。

河北省武安市领导强延峰、李之杰、李卫峰，上海大学材料科学与工程学院院长董瀚，冶金工业经济发展研究中心主任石洪卫，河北省冶金行业协会会长王大勇，河北龙凤山铸业有限公司（以下简称“龙凤山”）董事长白居秉、副董事长牛恒禄、总经理白佳鑫、常务副总经理李建民、市场运营服务公司总经理白树良，武安市相关部门人员等参加了启动仪式。

启动仪式由武安市政协副主席、政府秘书长李卫峰主持。

武安市市长强延峰对董瀚院长、石洪卫主任、王大勇会长一行的到来表示热烈欢迎，向上海大学与龙凤山铁基新材料提质项目的签约表示祝贺。

强延峰强调，上海大学•龙凤山铁基新材料研究院成立暨PI 项目的启动，标志着龙凤山铁基新材料提质项目全面进入加快实施阶段，这对武安加快创新绿色高质量发展、打造亚洲领先的精密铸造智能制造产业基地具有重要意义。

武安市将给与全力支持，跟踪推进，确保早日投产达效。

双方签约龙凤山总经理白佳鑫介绍了项目情况和合作进展，董瀚院长介绍了项目技术支撑情况。

随后，龙凤山董事长白居秉与董瀚院长进行了签约。

签约结束后，与会专家前往龙凤山进行现场考察指导，先后参观了1#高炉平台、超高纯车间和检化验中心。

PI 项目为龙凤山铁基新材料品质提升项目，是以龙凤山独家生产的超高纯生铁、高纯生铁为母材，通过上海大学创新的工艺流程与技术研发，利用深度提纯设备，生产高纯铁、超高纯铁等高端铁基新材料。

以期实现产品品质提升，满足日益增长的高端装备制造业与军工行业需求，同时将在批量稳定性和竞争力方面达到国际较高水平。

高纯铁和超纯铁是军工、航空航天、核工业、电子元器件等领域制造用高端特殊钢、高温合金、耐蚀合金，磁性材料、屏蔽材料及非晶材料等高性能和特殊功能合金材料的关键基础材料。

目前，我国高纯铁和超纯铁依赖进口，严重制约了高性能合金材料的发展，阻碍我国高端装备制造业的进步。