2005年RAL承担973二期项目“提高钢铁质量和使用寿命的冶金学基础研究”的课题“利用铸轧技术生产细晶均质不锈钢和高P、Cu钢薄带的基础研究”。RAL决定由刘振宇教授主持这项具有挑战性的研究工作,并决定邱以清副教授、李娜博士后等一批年青研究人员和10余名博士生参加这个课题的研究工作,实验室的一批工程技术人员和工人对项目的实施进行支撑。经过将近2年的大量的实验研究工作,这项基础研究工作取得重大进展,一批新的重要发现预示着亚快速凝固领域的凝固理论将有新的突破,薄带连铸技术也展示了明确的工业化前景。
为了能够进行尽量多的实验研究,课题组首先改造了实验设备,建立了新的浇注系统。在此基础上,进行了数百批次的冶炼和浇注实验,研究了高磷铜钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、高氮不锈钢、高锰TRIP-TWIP钢等钢种的薄带连铸特点和材料组织性能,取得一批重要发现:
1)对于一定磷含量的高磷铜钢,发现了一些与传统观念完全不同的偏析规律,例如含碳量低于0.1%的铸轧薄带,在磷含量达0.3%、含铜量达0.5%条件下,未发现磷、铜的明显偏析;在碳含量高于0.15%条件下,铸轧薄带中未发现明显的Cu的偏析;当磷含量超过某一临界值时,铸轧薄带中产生磷的负偏析现象。
2)传统的1Cr17不锈钢连铸坯产生严重的柱状晶,从而引发冷轧带的起皱缺陷,严重制约铁素体不锈钢的生产。利用铸轧技术,开发出了具有等轴晶组织的1Cr17铸轧薄带,经冷轧和退火处理后,避免了起皱现象,其力学性能超过采用传统工艺得到的薄带。而奥氏体不锈钢,得到的却是明显的柱状晶组织。
3)利用铸轧工艺,获得了难变形无镍高锰、氮不锈钢薄带。较常规方法制取的薄带,这种铸轧薄带具有几乎高一个数量级的弹性模量。
4)随含锰量的不同,铸轧高锰TRIP-TWIP钢组织会由柱状晶向等轴晶的转变。
上述现象告诉我们:在亚快速凝固过程中,冷却速度可达103-104℃/s,因而必然会有自己特有的、用常规凝固理论无法解释的新问题。如果这些现象可以得到解释,则亚快速凝固理论将有新的突破。
这些新的现象在国外内尚属首次发现,在国际上已经引起了一定的反响。关于上述研究成果的研究论文已经在ISIJ International、Steel Research International、Materials Characterization等国际杂志上发表。日本国立材料研究所的长井寿博士日前来函,表示希望在07年1月份访问RAL,探讨在薄带连铸方面的合作。国内RAL已经与宝钢达成共识,在重要品种薄带连铸方面合作,进行工业化应用的探索。
2007年已经来临,薄带连铸课题组的同志们决心进行更深入、更踏实的研究工作,在亚快速凝固的研究方面建立起具有我国特色的新的理论体系,并积极推进铸轧研究成果的转化和工业化。


