鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，低成本地生產(chǎn)高性能鋼鐵材料是鋼鐵制造技術(shù)發(fā)展的重要方向。貝氏體鋼 是基體金相組織以貝氏體為主的一類(lèi)高強鋼，其綜合性能優(yōu)異，是汽車(chē)、工程機械、軌道交通等國民經(jīng)濟骨干行 業(yè)發(fā)展亟需的基礎材料。以貝氏體鋼為代表的高端鋼鐵材料制造水平是衡量鋼鐵強國的重要標志。目前，我國貝 氏體鋼制造技術(shù)水平與國際領(lǐng)先水平相比還有較大差距，主要存在合金成本高、生產(chǎn)周期長(cháng)，組織超細化、精準 化控制難，強度與韌塑性匹配差等問(wèn)題，關(guān)鍵核心技術(shù)長(cháng)期受制于人，嚴重制約了我國高端鋼鐵產(chǎn)品的自主研發(fā) 和“中國制造2035”目標的順利實(shí)施。
本項目以低成本高性能貝氏體鋼的研發(fā)為目標，通過(guò)基礎研究、制造技術(shù)開(kāi)發(fā)和應用集成創(chuàng )新，形成了具有 自主知識產(chǎn)權的低成本高性能貝氏體鋼制造技術(shù)體系，實(shí)現了三大系列低成本高性能貝氏體鋼的產(chǎn)業(yè)化，總體思 路見(jiàn)圖1。主要創(chuàng )新成果：
1、基于兼顧“成分-工藝-性能”的多目標優(yōu)化原則，建立了Mn-Si 低成本高性能貝氏體鋼成分體系，與同級別 貝氏體鋼相比，合金成本顯著(zhù)降低；提出了加速貝氏體相變的低溫變形控制技術(shù)，開(kāi)發(fā)了應變-溫度協(xié)同控制技 術(shù)，有效解決了傳統高強貝氏體鋼相變周期長(cháng)、貝氏體轉變量低的重大技術(shù)難題。
2、率先開(kāi)發(fā)出超臨界溫度貝氏體轉變技術(shù)，在臨界溫度以下的低溫區間獲得了超細晶貝氏體組織；創(chuàng )新性地 將Nb 微合金化應用于中、高碳貝氏體鋼，開(kāi)辟了超細晶貝氏體鋼制造新的技術(shù)路線(xiàn)；基于產(chǎn)品性能多樣化的要 求，提出了針對高性能貝氏體鋼的新型熱處理工藝，實(shí)現了對貝氏體鋼組織性能的柔性化精確控制。
3、開(kāi)發(fā)了適用于貝氏體鋼的強度-韌性一體化控制技術(shù)，獲得了兼具高強度和高韌性的貝氏體基體；研發(fā)了 殘余奧氏體組織穩定控制技術(shù)，實(shí)現了貝氏體鋼超高強度和優(yōu)良塑性的良好匹配。
4、集成上述貝氏體鋼制造關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)了低、中、高碳系列貝氏體新鋼種，實(shí)現了碳含量達1.0%、抗拉 強度2000MPa級的系列低成本高性能貝氏體鋼的產(chǎn)業(yè)化，填補多項國內外空白，實(shí)現了鋼鐵結構材料品質(zhì)躍升。
合金化成本是衡量超高強貝氏體鋼產(chǎn)品競爭力的主要技術(shù)指標。采用本項目技術(shù)生產(chǎn)的超高強貝氏體鋼，其 合金化成本比同強度級別的國外先進(jìn)技術(shù)降低56.4%,低成本地實(shí)現了貝氏體鋼的超高強化，如表1所示。
貝氏體相變所需時(shí)間及貝氏體板條厚度是衡量超細晶貝氏體鋼制造技術(shù)先進(jìn)程度的重要技術(shù)指標。采用本項 目技術(shù)生產(chǎn)的超細晶貝氏體鋼相變過(guò)程僅需0.5~2h, 貝氏體板條厚度為50~110nm, 明顯優(yōu)于國內外同類(lèi)技術(shù) 的相關(guān)指標，如表2所示。
耐磨性和使用壽命(過(guò)載量)是衡量耐磨鋼和鐵路轍叉產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)指標。采用本項目技術(shù)生產(chǎn)的貝 氏體耐磨鋼耐磨性和貝氏體轍叉使用壽命(過(guò)載量),顯著(zhù)優(yōu)于國內外同類(lèi)技術(shù)的相關(guān)指標，如表3所示。
綜上所述，本項目各項關(guān)鍵技術(shù)指標明顯好于國內外同類(lèi)技術(shù)，項目整體達到國內外同類(lèi)技術(shù)領(lǐng)先水平。本 項目部分成果已成功應用于寶武鋼等國內鋼鐵企業(yè)，產(chǎn)品廣泛應用于大運、宇通等大型貨、客運車(chē)輛的輕量化車(chē) 身，寧波-舟山港、秦皇島港等特大港口的輸煤和礦石系統，以及武漢、西安等超大型城市的地鐵軌道交通線(xiàn)。為 國家“一帶一路”戰略的順利推進(jìn)和我國城市交通基礎設施建設作出了重要貢獻，未來(lái)應用前景將更加廣闊。
