2022-KJ-1-022严苛工况耐蚀金属材料与涂层体系若干技术创新及工程应用

您所在的位置：首页 - 成果推介 - 科学技术奖

2022-KJ-1-022严苛工况耐蚀金属材料与涂层体系若干技术创新及工程应用

日期：2023年01月15日来源：中国腐蚀与防护学会分享：

获奖项目编号：	2022-KJ-1-022
获奖项目名称：	严苛工况耐蚀金属材料与涂层体系若干技术创新及工程应用
第一完成单位：	长沙理工大学
项目联系人：	黄伟颖
联系人电话：	17775990204
联系人邮箱：	huangwy@csust.edu.cn
项目简介：
承载构件服役环境载荷复杂化和极端化情况日益凸显，腐蚀环境与载荷交互作用严重影响装备安全稳定性及服役寿命，提升承载构件安全可靠性是发展高端装备的关键。本项目在国家自然科学基金杰出青年基金等国家和企业科研项目的支持下，攻克了特定严苛条件下的耐蚀金属材料与涂层体系开发及工程应用中存在的关键问题，从理论设计、制备技术及产品研发等方面开展了深入地研究，形成了一系列的创新成果。项目的主要创新点：（1）深入研究了复杂固气相反应条件下铁铬合金高温腐蚀热力学与动力学机制，发展了铁铬合金全成分范围内氧化膜性质预测的理论氧化图，建立了定量描述合金氧化动力学理论模型，开拓了系统的多元多相铁铬合金高温腐蚀理论，提出了特定腐蚀环境合金组分优化方法；开展了微结构对于元素扩散动力学的影响规律研究，探索了基于扩散理论的界面膜层生长动力学机制，建立了元素在合金中的扩散动力学模型。（2）建立了B元素精准调控新工艺，提出了稀土改渣剂抑制夹杂物的新方法，进一步发展了窄成分控制技术，开发出的Q450NQR1和Q355QNH等系列高强耐候钢，实现了高强钢的强韧与抗腐蚀性能最优匹配。（3）揭示了合金元素含量及夹杂物与耐候钢性能的相关性，开发了B元素精准调控新工艺，提出了稀土改渣剂抑制夹杂物的新方法，进一步发展了窄成分控制技术，开发的Q450NQR1和Q355QNH等系列高强耐候钢表层腐蚀产物和基体之间能够形成致密的氧化物层，且与基体黏附性良好，显著提升了钢材的抗腐蚀性能，实现了高强耐候钢的强韧与抗腐蚀性能最优匹配。（4）开发了高性能新型复合耐候合金材料，发展了以不锈钢为防护外层、微米级的镍基中间层的复合结构合金制备技术，能够实现覆层和基体间的高强度冶金结合，并提出了高效低能表面磷化处理方法，显著提升了钢材的抗腐蚀性能。开发出具有自主知识产权的高性能覆层钢新产品，腐蚀速率降低80%，抗拉强度提高30%，成本下降60%，产品属于国内首创。本成果已授权发明专利17项，实用新型专利2项，卢森堡专利1项，发表SCI/EI 论文192篇，制定行业标准1项，出版学术专著1部，开发的材料及技术已成功应用于能源、冶金、航天、交通和新材料等领域的12家大型企业，新增销售额634368.8万元，新增利润62529.92万元。项目成果填补了多项国内空白，显著提升了承载构件的安全可靠性，经济、社会效益显著。