“高性能耐候橋梁鋼關鍵技術開發及應用” 科技成果評價會在北京召開

              ?????? ???????發布時間:2021-10-29


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              2021年10月28日,中國金屬學會采用線下與線上相結合的方式在北京組織召開了由湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司、東北大學合作完成的“高性能耐候橋梁鋼關鍵技術開發及應用”項目科技成果評價會。

              據工業發達國家統計,每年因鋼結構腐蝕所造成的經濟損失占GDP的2%~4%,全世界達數萬億美元,其中由大氣腐蝕造成的損失約占50%。在橋梁領域,金屬材料腐蝕問題也是亟待解決的問題。隨著我國經濟的快速發展,跨江、跨海、跨山等橋梁建設的需求日益增加。從輕量化設計、安全可靠性、低維護成本及使用壽命等方面考慮,具有高強韌、低屈強比、易焊接、抗斷裂以及耐大氣腐蝕的高性能耐候橋梁鋼已成為當今橋梁結構用鋼的主要發展方向。

              據研究,鋼橋涂裝費用占建設費用的5%~15%,采用免涂裝耐候鋼橋梁可以顯著降低建設成本。我國建成的耐候鋼橋梁中免涂裝所占的比例并不高,采用高強度耐候鋼建造的橋梁則更少,相關研究不足,抗腐蝕性能、斷裂性能等問題急需研究和解決。由于我國大氣環境與美國、日本存在差異,特別是沿海地區的海洋大氣環境中Cl_含量較高,有的與SO2共存,屬于典型的工業海洋大氣環境。但現有美國和日本的高性能耐候橋梁鋼都是分別基于耐大氣腐蝕性指數I(主要針對工業大氣)和耐候性合金指數V(主要針對海洋大氣)兩個不同的評價指標,采用了較多和較高的合金,Si、Cr、Cu、Ni合金含量越高,耐工業大氣腐蝕性能越高,高Ni、較多Mo、Ti等,耐海洋大氣腐蝕性能較好。然而合金元素含量高不僅增加合金成本和冶煉難度,而且影響鋼的焊接性。如何進行合理的成分設計以實現較低合金下橋梁鋼耐候性能和效益更優是項目研究單位著重研究和解決的問題。

              針對上述問題,湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司與東北大學近十年來長期系統地開展了高性能耐候橋梁鋼的研究,研究了耐候橋梁鋼中Ni、Cr、Mo、Ca等合金元素的耐腐蝕機理、連鑄坯生產及軋制與熱處理過程組織及性能調控工藝、表面氧化鐵皮控制技術和高精度板形控制技術等,成功開發出Q345qNH~Q690qNH系列耐候橋梁鋼板,解決了工業海洋大氣環境下耐腐蝕性不足、抗斷裂性能低、板形不良等難題,滿足了我國橋梁工程的需求。

              評價委員會審閱了評價材料,聽取了匯報,經質疑和認真討論,認為該項技術成果整體技術達到了國際先進水平,其中耐候橋梁鋼板的厚規格、高平直度制造技術達到國際領先水平。主要創新點如下:

              1. 開發出了C-Ni-Cr-Mo-Ca系Q345qNH~Q690qNH工業海洋大氣環境服役高性能耐候橋梁鋼:耐大氣腐蝕性指數I≥6.2~8.0、耐候性合金指數V=1.1~1.5、焊接冷裂紋敏感性系數Pcm≤0.25%;

              2.  開發出了基于組織細晶均勻化的加熱與控軋工藝、以及正火-快速冷卻-回火熱處理新工藝,實現了Q370qDNH級別140mm厚、Q420qDNH級別85mm厚、Q500qDNH級別70mm厚鋼板的批量工程化應用;

              3.  開發形成了基于鑄坯角部高溫組織循環相變晶粒超細化控冷與鑄機末端超強淬火協同控制工藝與裝備技術,實現了耐候鋼板坯表面組織高塑化無缺陷熱送軋制;

              4.  開發形成了連鑄坯表面涂料技術、拋丸-正火-快速冷卻-回火的表面氧化層完整均勻性技術、以及銹層穩定化控制等橋梁鋼耐腐蝕集成技術,實現大批量工程應用;

              5.  開發出了針對寬薄板的軋制板形控制技術和NCC熱處理板形控制技術,實現Q500qDNH級別厚度12mm寬度3900 mm耐候橋梁鋼板不平度≤2mm/m。

              該成果獲得授權發明專利20項、發表論文42篇、參與修訂國家標準1項,Q345qNH~Q500qNH系列耐候橋梁鋼板在福建洪塘大橋等重大橋梁工程應用,供貨量達到24萬噸,Q690qDNH具備供貨能力。

               

               

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