极限薄规格钢板先进热处理工艺技术、装备及产品研发
极限薄规格特种钢板是重大装备制造、重点工程建设的关键材料,热处理是提升其综合强韧性能和特殊使役性能的关键工艺。该类钢板淬火敏感性高,宽厚比大,淬火后易瓢曲,且强度高难以矫正,由于工艺技术复杂、过程控制难度大,极限薄规格钢板的高平直度和高均匀性热处理工艺一直是行业公认的技术难题,是制约我国高端特种钢板开发生产的重要因素。
2015年度,方向研究人员突破了极薄、超宽钢板高强均匀淬火关键工艺技术,研制出极限薄规格钢板专用辊式淬火装备,开发成功系列高级别极限薄规格特种钢板热处理产品,实现了如下创新:
(1)揭示了极薄钢板极限冷速瞬间淬火过程高效均匀换热机理及温度、应力、相变耦合变化规律,系统解决了淬火过程板形高平直度控制的难点问题,满足了大型工程机械行业对3mm高品质超高强极薄钢板的需求。
(2)自主研制成功极限薄规格钢板专用辊式淬火/NAC装备及工艺模型控制系统,具备3~10mm厚×Max.4600mm宽钢板高效率、低能耗生产能力,可实现按工艺路径淬火/NAC,满足了多样化产品复杂热处理工艺制度需要。
(3)提出了马氏体基体上引入超硬TiC粒子增强韧性和耐磨性的合金设计思路,在国内首次开发出屈服强度1300MPa极薄规格超高强结构用钢、NM600耐磨钢等高端热处理工艺和产品,力学性能、成型性能和焊接性能超过国外标准要求。
相关成果解决了制约我国极限规格特种钢板热处理生产技术及装备的难题,突破了进口同类装备生产钢板的厚度、宽度极限,形成本方向在该领域的领先技术优势。成果推广至南钢、涟钢等企业,实现了国内最薄(3mm)、最宽(4000mm)调质钢板批量化稳定生产。开发的高品质耐磨钢、超高强钢、低温压力容器钢、军工钢等极限规格热处理产品,满足了千吨级大型工程机械、LNG储罐及运输船、自卸车车厢等重大装备关键部件的制造需求,实现了批量出口,为推动我国钢铁及相关产业的发展,提升装备制造市场竞争力做出了贡献。
