鞍钢首次供货国内最高强度贝氏体耐磨钢

6月17日,从鞍钢股份鲅鱼圈分公司传来喜讯:国内最高强度2000MPa级别贝氏体耐磨钢在该公司5500毫米宽厚板生产线顺利下线,现已供货近400吨。该钢种是鞍钢耐磨钢类产品新的突破,耐磨强度是马氏体耐磨钢的三四倍,产品的各项技术指标均处于国内领先水平,填补鞍钢在超强耐磨钢领域的空白,同时极大提高了我国超强耐磨钢的国际竞争力。

高强贝氏体耐磨钢广泛应用于港口、电厂等行业输送系统和挖掘机铲车等机械设备的关键部位。此次鞍钢生产的贝氏体耐磨钢主要包括35Si2Mn2Cr1、48Si2Mn2Cr1Mo两个牌号,不仅具有良好的耐腐蚀、焊接等性能,还具有高强高韧性、高硬度、高耐磨性等一般钢种不具备的优点,其中,48Si2Mn2Cr1Mo强度级别可达2000MPa,国内仅有少数钢厂试制过。

2000MPa级别贝氏体耐磨钢是目前实际应用的最高强度级别钢板,远超出现有的常规应用强度级别,实际生产起来非常困难。主要表现为生产工序要求非常紧凑,强度超过剪切设备极限,宽薄规格钢板板形难以解决,切割、热处理、吊运等过程均易产生断裂。鞍钢依托现代化的炼钢设备、5500毫米宽厚板生产线工艺装备和技术优势,开展技术研发、销售、生产人员联合攻关。

他们通过冶炼模型不断模拟、小批量试制和实验研究,解决合金加入量大、铸坯表面裂纹、铸坯断裂等问题,摸清钢板塑性变形规律和材料性能变化规律,建立相应轧制、矫直等模型,并排查建立全工序关键过程和质量控制点,解决了炼钢、轧制、矫直、热处理、切割等一系列技术难题,钢水成分、铸坯内外部质量合格率100%。当首批供货产品送至用户单位时,检验结果合格率100%,在用户中树立了良好的鞍钢品牌形象。

此外,鲅鱼圈分公司在生产新产品的同时,在鞍钢集团钢铁研究院和鞍钢股份产品发展部支撑下,还开发出多项核心关键技术,为提升企业工艺质量管理和控制水平、生产超高强度钢板积累了宝贵的经验,进一步巩固了行业地位和技术优势。

贝氏体钢是使用状态下基体的金相组织为贝氏体的一类钢。这是按照正火状态的显微组织进行分类,加热至 900℃后在空气中冷却,在其显微组织中存在着较多的贝氏体。

贝氏体钢使用状态下基体的金相组织为贝氏体。其化学组成是低碳和低合金元素,含碳量一般<0.05%,主要合金元素是Mn,Cr,Ni,Mo,B等。贝氏体组织通常通过空冷或控制冷却速度得到。这类钢具有高强度(530～1500MPa)、高韧性、抗拉强度随贝氏体转变温度的降低而提高。工艺性能(可焊性和成型性)较好。广泛用于航空、船舶、锅炉、石油化工高压管道以及压力容器等方面。

低温贝氏体钢

高碳、高硅钢在低温进行长达许多天的等温转变可以获得极细小的贝氏体组织,其由极薄的贝氏体铁素体板条和板条间富碳的残余奥氏体薄膜组成,称为低温贝氏体组织,这种贝氏体钢的极限拉伸强度高。低温贝氏体钢具有良好的综合力学性能,是发展超级钢、超细晶钢和纳米钢铁材料的途径之一 。

超细组织空冷贝氏体钢

通过成分的合理控制和冷却制度的优化,并运用细晶强化、弥散强化等主要强韧化机制及其迭加效应,采用微合金变质处理,使奥氏体晶粒尺寸显著减小,显微组织明显细化,碳化物弥散分布,促进多元微合金化,加入少量或微量,可形成隐晶或细针状贝氏体的高品质贝氏体或高级贝氏体钢。该贝氏体钢显微组织为贝氏体、马氏体、碳化物和残余奥氏体。经回火处理后,消除了组织中部分残余应力,组织明显细化 。

奥氏体-贝氏体复相钢

钢中奥氏体-贝氏体复相组织使钢具有高强韧性能。该钢在合金设计上充分考虑了碳在钢中的强化作用和硅在贝氏体转变过程中强烈抑制碳化物析出的作用,而且加入能防止石墨化并提高淬透性的物质。该钢 需要经过等温淬火,其显微组织特征为:钢中的碳全部固溶于贝氏体铁素体和奥氏体中,不析出碳化物;基体组织贝氏体铁素体是含碳、硅等元素的过饱和固溶体,其亚结构为高密度位错。富碳奥氏体稳定性高,以薄膜状均匀分布于贝氏体,铁素体,板条之间,与贝氏体铁素体交替均匀排列。因此该类钢具有良好的强韧性。

S-系贝氏体钢

该钢组织特征为:经过低温回火在板条马氏体中和贝氏体铁素体间都 析出了弥散分布的ε-碳化物,产生第二相弥散强化作用。同时,未分解的残留奥氏体由于热稳定化和机械稳定化,具有很高的稳定性,使组织中固溶强化、弥散强化、亚结构强化和相变强化等得到充分发挥,从而使钢获得超高强度。而回火时残余应力的释放、回火马氏体的形成以及一定量稳定残留奥氏体的存在,又使钢的塑韧性得到显著改善。