在全球積極應(yīng)對(duì)節(jié)能降耗和碳排放挑戰(zhàn)的大背景下，輕量化已成為金屬材料發(fā)展的重要趨勢(shì)。近日，由酒鋼宏興股份鋼鐵研究院不銹鋼研究所立項(xiàng)研發(fā)的高鋁輕量化不銹鋼新材料，在技術(shù)中心新材料研發(fā)中試基地成功軋制，意味著酒鋼在高鋁輕量化不銹鋼工藝技術(shù)及產(chǎn)品研究方面取得了突破。
不銹鋼材料是工業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，傳統(tǒng)不銹鋼比重大、成本高，在部分領(lǐng)域應(yīng)用受限，面臨著既要保持優(yōu)異性能又要滿(mǎn)足輕量化需求的雙重挑戰(zhàn)。高鋁輕量化不銹鋼作為一種新型材料，通過(guò)在鋼中添加適量鋁元素，能夠?qū)崿F(xiàn)比重降低與性能提升。當(dāng)鋁含量達(dá)到10wt%左右時(shí)，鋼材比重可降低15%，同時(shí)形成致密的Al?O?氧化膜，從而提高材料的高溫抗氧化性和耐蝕性。
高鋁輕量化不銹鋼在汽車(chē)、航空航天、高速列車(chē)等領(lǐng)域的應(yīng)用，可有效降低能源消耗，提升能源使用效率，大幅降低碳排放，助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。
據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)外已開(kāi)展這種材料的相關(guān)研究和試生產(chǎn)，但由于鋼中第二相化合物復(fù)雜多樣，組織控制難度大，高鋁輕量化不銹鋼的大規(guī)模應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)。盡管如此，酒鋼研發(fā)人員毅然投身高鋁輕量化不銹鋼研發(fā)領(lǐng)域，決心攻克這一技術(shù)難題。
精準(zhǔn)的成分設(shè)計(jì)是高鋁輕量化不銹鋼試制成功的關(guān)鍵?！案咪X輕量化不銹鋼的鋁含量超過(guò)10wt%會(huì)導(dǎo)致大量粗化的硬質(zhì)脆相к-碳化物的形成，使高鋁鋼延展性下降，而且熱軋過(guò)程中容易造成鋼板開(kāi)裂。”為解決這一難題，酒鋼研發(fā)人員深入研究國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)，結(jié)合酒鋼生產(chǎn)設(shè)備和工藝特點(diǎn)進(jìn)行多次試驗(yàn)與探索，從合金成分的精準(zhǔn)配比入手，在確保鋁含量維持在高水平能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化目標(biāo)的同時(shí)，對(duì)碳、錳、鉻等元素的含量進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，嘗試找到一種微妙的平衡，抑制有害相的形成，保證材料的強(qiáng)度、加工性能和耐蝕性。
不僅如此，研發(fā)人員對(duì)不同熱處理狀態(tài)進(jìn)行研究，確定了最佳的熱處理溫度、時(shí)間和冷卻方式。在熱處理過(guò)程中，精確控制加熱速度和冷卻速度，成功實(shí)現(xiàn)對(duì)材料微觀組織的精準(zhǔn)調(diào)控，使材料在保持高強(qiáng)度的同時(shí)，具備良好的韌性和塑性，滿(mǎn)足了實(shí)際應(yīng)用需求。
經(jīng)過(guò)不懈探索和努力，研發(fā)人員最終成功克服了高鋁輕量化不銹鋼熱軋過(guò)程中鋼板開(kāi)裂的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)成功試制。經(jīng)相關(guān)性能檢測(cè)，相比常見(jiàn)的304不銹鋼和430不銹鋼，高鋁輕量化不銹鋼在密度上顯著降低，實(shí)現(xiàn)了輕量化目標(biāo)，而且綜合性能表現(xiàn)更加優(yōu)異。
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