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2024-KJ-2-015复杂环境耐候桥梁钢及配套焊接关键技术研发及应用
日期:2025年01月06日    来源: 中国腐蚀与防护学会     分享:
获奖项目编号:2024-KJ-2-015
获奖项目名称:复杂环境耐候桥梁钢及配套焊接关键技术研发及应用
第一完成单位:河钢股份有限公司
项目联系人:刘红艳
联系人电话:15033010015
联系人邮箱:liuhongyan@hbisco.com
项目简介:

  随着我国“双碳”政策推进及桥梁钢绿色化发展,对桥梁钢由原来单一追求高强度转变为优良的综合性能,主要表现在高强韧性、良好的焊接性和耐蚀性等方面。结合现代化桥梁建设面临极其复杂的地形条件、地质条件、气候条件、建设条件,及严苛的生态环境保护与高质量发展需求,以耐候桥梁钢为代表的高性能桥梁钢在复杂生态环境地区应用前景广阔。桥梁钢绿色发展理念对桥梁制造周期等方面的要求日益提高,传统的结构钢板已不能完全满足桥梁设计和施工要求,开发具有更高强度、断裂韧性、焊接性、耐蚀性和加工性的高性能桥梁用钢十分必要。在美国、日本及韩国等国家,高性能桥梁用钢已成为桥梁钢发展的一个新方向。
  形成主要创新点如下:
  (1)系统研究合金元素对力学性能、耐候性能与焊接性能的综合影响,设计了“大角晶界微结构+均匀细化M-A岛”组织,研发出超低温韧性、高耐候、易焊接新一代高强桥梁钢并实现应用,工业环境下形成的保护性锈层稳定,具有良好的耐复杂环境腐蚀的特性,平均腐蚀速率低于普C-Mn钢的 30%。
  (2)开发“控轧、淬火、淬火+回火”等多路径的一体化组织控制技术,形成高性能耐候桥梁钢综合性能与材料工艺柔性化控轧控冷成套工艺,突破了腐蚀-高寒环境耦合等复杂环境下良好综合性能匹配的卡脖子难题。
  (3)开发了复杂环境用耐候桥梁钢焊接工艺。研究焊接热影响区微观组织、粗晶区硬度、冲击功随热输入变化曲线,适配焊接电流、电压、速度等工艺参数,形成了耐腐蚀组合焊缝焊接技术,满足苛刻工程应用需求。焊缝1均大于6.5,脆转变温度ETT50在-40℃~-45℃。
  (4)通过“模拟环境加速腐蚀试验及腐蚀规律与锈层分析”、“锈层稳定化试验及腐蚀规律与锈层分析”、“耐候钢锈层稳定化水处理”等技术研发,形成了高等级耐候桥梁钢耐候性能评价方法。
  形成自主知识产权18件,发表9篇学术论文。Q420qENH和Q500qENH工业试制钢板的综合性能达到了国内外同类产品的先进水平,腐蚀性能为普通C-Mn钢的2~4倍,工业环境下形成的保护性锈层较稳定,具有良好的抗复杂生态环境腐蚀的特性。焊缝的耐候性能优异,焊缝外观质量、内部质量和接头力学性能均满足《铁路钢桥制造规范》Q/CR9211-2015要求,焊缝I均大于6.5,对接接头焊缝金属韧脆转变温度在-40℃~-45℃,热影响区韧脆转变温度在-45℃~-50℃,达到国际先进水平。核心技术实现工业化稳定应用,高等级高性能桥梁钢实现供货67000吨/年,服务于“运(山西运城)宝(河南灵宝)黄河大桥”、“中蒙俄阿穆尔河大桥"等我国及“一带一路”沿线国家重大工程项目100余项,实现70余家行业知名企业稳定供货,新增黑龙江漠河极寒地带大型路桥企业等高端直供客户,高端特色产品订货量同比增长22.5%,引领我国复杂生态环境下高性能桥梁钢板开发、制备与应用领域的高速发展,助推我国“双碳”政策推进及桥梁钢绿色化。


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