2021-KJ-1-004基于川藏线环境的免涂装耐候桥梁钢性能调控与评价

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2021-KJ-1-004基于川藏线环境的免涂装耐候桥梁钢性能调控与评价

日期：2021年12月27日来源：中国腐蚀与防护学会分享：

获奖项目编号：	2021-KJ-1-004
获奖项目名称：	基于川藏线环境的免涂装耐候桥梁钢性能调控与评价
第一完成单位：	湖南华菱涟源钢铁有限公司
项目联系人：	余强
联系人电话：	19967103537
联系人邮箱：	13683294262@163.com
项目简介：
以川藏线环境为应用背景，开发耐候桥梁钢并实现免涂装使用，根据材料强韧化、腐蚀机理，从材料的实际服役环境条件出发，采用全新的合金成分设计理念，优化耐腐蚀、焊接性设计，使整个结构件达到免涂装使用的要求。主要开展如下研究内容：（1）项目开展耐候钢微观腐蚀下研究内容行为及腐蚀机制研究，提出微纳多尺度组织结构和耐蚀调控元素Cr、Ni、Cu、Sb等对桥梁结构钢的调控原则，细化夹杂物析出相，减少钢中夹杂物含量或弥散分布，使析出相包裹夹杂物有利于提高材料耐蚀性；组织内部存在大量高内应力诱导腐蚀萌生，减少珠光体组织使材料组织均匀化有利于提高耐蚀性的调控原则；耐蚀性调控合金元素在腐蚀过程发挥的持续作用，合金化促进锈层产物转变，锈层具有优异的保护性能，材料合金化能有效提高材料服役寿命。（2）项目针对川藏线应用环境考虑桥梁工程要求，综合对钢种的力学、焊接和耐蚀性能进行工艺调控。对Si元素微量调整（0.20-0.30），降低Mn含量（1.12-1.22），微调Nb含量（0.022-0.030）保证桥梁结构钢可焊性和焊接热影响区韧性。降低钢中Ti，严格控制N含量（≤0.0045），适应川藏线低温韧性的要求。采用LF-RH双联冶炼及脱氧工艺控制技术严格控制加热温度和在炉时间，LF控制温度1600-1630℃，加快造渣，RH降温到1575-1595℃，控制N、H、O含量。采用高纯均质化冶炼-连铸工艺，提高钢洁净度。所研发500Mpa级免涂装桥梁钢耐候性能优异，无不良表面质量问题，产品竞争力明显增强。（3）项目开展川藏线环境耐蚀性能评价工作，所研发钢种已在川藏线沿线环境进行腐蚀数据积累分析，并对成都、拉萨、雅江、理塘应用区域的环境进行环境谱设计，指导耐候钢的工程应用提供室内加速评价方法。通过试验验证，所设计的环境谱与对应户外实际环境相关性良好，实现了桥梁结构钢川藏线服役环境的室内快速腐蚀评价，缩短了材料研发周期和成本，研究结果为免涂装耐候桥梁钢的生产应用及寿命预测模型提供数据支持。研究特点：本项目以涟钢210-2250炼钢-轧钢热轧线为依托，开展了免涂装桥梁耐候钢产品开发及制备关键控制技术，以川藏线环境为应用背景，将强韧化和耐蚀性作为重要性能指标开展系列耐蚀钢产品研发工作，通过Cu、Ni、Cu等耐蚀元素控制技术解决其在耐候耐蚀钢轧制过程中的质量控制难题。从材料成分设计、炼钢工艺、轧制工艺、腐蚀性能评价四个方面出发，研究系统性强，成果显著。项目共获得授权发明专利6项，制订企业标准1项，发表论文20篇。开发的系列新型耐蚀结构钢已形成了产业化规模和广泛的工程应用，近三年，项目累计生产高强耐蚀钢(Q345qENH、Q500qENH等)产品300万余吨，创造直接经济效益28.5亿元。应用推广：项目研究对低温韧性桥梁钢的使用具有重大战略意义。可提高免涂装桥梁耐候耐蚀钢在国际钢铁行业的水平和产品竞争力，建议对成果进行推广应用。