1微合金化技术和TMCP工艺

   含钒钢中增加氮含量，可促进碳氮化钒的析出并增强钒的沉淀强化作用，大幅度提高钢的强度。因此，氮是含钒钢一种经济有效的合金化元素。通过充分利用廉价的氮元素，钒氮微合金化钢在保证相同的强度水平下，可节约钒的用量并降低钢的生产成本。钒氮钢中氮化钒（VN）在奥氏体中析出，起到晶内铁素体形核的核心作用，因而明显细化铁素体晶粒。通过将晶内铁素体形核技术和再结晶区控制轧制技术相结合，开发出一种新型的控制轧制技术，称为V（C，N）析出控制轧制工艺技术（图1）。钒氮微合金化技术在高强钢筋、型钢、锻钢、无缝管、薄板坯连铸连轧高强度带钢等产品生产中获得广泛应用。

   采用高Nb合金成分设计的高温轧制工艺（HTP）已经成功应用于厚度为18.4mm和22.4mm X80管线钢的开发，这种类型的管线钢已经广泛应用于西气东输天然气管线项目。实验研究结果显示，奥氏体晶粒细化，特别是轧制后获得足够多的扁平奥氏体，对控制DWTT性能起着非常重要的作用。对于高Nb管线钢，原始奥氏体晶粒尺寸在再结晶区轧制过程中细化到20μm以下。之后，细化的奥氏体晶粒在未再结晶区轧制过程中进一步被压扁，形核而成的细小针状铁素体可以提供良好的韧

   性和低的DWTT性能。对于特厚板，优良的低温韧性也可以通过细化奥氏体晶粒获得。

   为解决传统TMCP技术所采用的“低温大压下”和“微

   合金化”工艺技术所产生的问题，开发出以超快速冷却技术为核心的新一代TMCP技术（NG-TMCP），该技术的中心思想是：①在相对高的轧制温度连续轧制，奥氏体获得应变积累；②轧后立即进行超快冷，使轧件迅速通过奥氏体相区，保持轧件奥氏体硬化状态；③在奥氏体向铁素体相变的动态相变点终止冷却；④后续依照材料组织和性能的需要进行冷却路径的控制。即，通过采用适当控轧 超快速冷却 接近相变点温度停止冷却 后续冷却路径控制，通过降低合金元素使用量、适当提高终轧温度，来实现资源节约型、节能减排型的绿色钢铁产品制造过程。到目前为止，新一代TMCP技术已经应用于国内31条热轧生产线（热轧带钢、中厚板和线材轧机），并开发出一系列高强度低合金钢、汽车钢、管线钢等。

   2先进的高强钢生产技术

   在低C-Mn钢的基础上，采用多元微合金技术（添加V、Mo、Ti）已经成功开发出900MPa超高强铁素体钢。在钢中添加V、Mo、Ti多种微合金元素不仅可增加纳米尺寸的碳化物（MC）颗粒的体积分数，而且可在很大程度上

   抑制碳化物颗粒粗大化，从而使碳化物颗粒尺寸得到明显细化。有一半以上的碳化物颗粒直径小于5nm，而且90%以上的碳化物颗粒尺寸小于10nm。因此，相比于传统微合金钢，0.5wt%V-Ti-Mo微合金钢碳化物颗粒的析出强化作用明显提高，使得强度提高400MPa，几乎是传统微合金的两倍。

   采用Mn-Mo-Nb-V合金成分设计的低碳贝氏体钢已经用于X90-X120级管线钢的开发。对于0.05%C-Mn-Mo-Nb-V X100管线钢，贝氏体组织细小，再加上其基体中分散着M/A岛，保证了该钢种的强度和韧性的良好匹配。该管线钢热轧板，屈服强度可达725MPa，-20℃冲击功可达到350J。

   采用不同碳含量设计的中锰钢通过奥氏体逆相变退火（ART-anneal ing）可以生产出含有大量亚稳奥氏体的超细多相钢。亚稳奥氏体被认为是开发第三代高强高韧汽车钢的最佳组织结构之一。具备大量亚稳奥氏体和超细晶粒铁素体组成的双相组织结构的钢可达到强度和韧性的良好匹配，强塑积可达到30-50GPa·%（图2），是传统汽车钢强塑积的两倍左右，而且接近于TWIP钢的强塑积。实验研究结果表明，中锰钢奥氏体逆相变退火在开发第三代汽车钢方面前途看好。

   3大线能量焊接技术

   采用Ti-Mg和Ti-Zr微合金化技术，可以有效地细化和调整钛氧化物的尺寸和分布，从而在大线能量焊接条件下极大地改善焊接热影响区粗晶区（CGHAZ）的韧性（图3）。当线能量在20-200kJ/cm范围时，模拟Ti-Mg微合金实验钢的焊接热影响区粗晶区的韧性，结果显示，韧性可保持在相对高的水平，原因主要是氧化物促进晶内铁素体形核。

   4管线钢

   为了进一步改善传输效率和降低管线项目的建造成本，目前正在开发X90、X100超高强管线钢。目前，实验生产的超高强管线钢在-10℃的冲击功能稳定控制在280J以上。而且，21-22mm厚X80钢板已经成功试生产出大口径X80 SSAW管，该产品不久将用于中俄东部管道工程项目。

   基于应变设计的管线钢也取得了重要进展。17.5-21mm厚X70级大变形管线钢和26.4mm X80级大变形管线钢已经成功开发，并应用于中缅管线工程和西气东输三期工程项目。

   对于深海用管线钢，新开发的31.2mm厚X70级钢板已经用于我国首个1500m超深水管线项目。而且，在国家863项目的支持下，已经成功试生产出?914mm×36.5mm X70级超深水管线钢管。

   5船舶及海洋工程用钢

   目 前，32kg、36kg和40kg高强度船舶用钢板已经成为船舶用钢的主流产品。为满足我国船舶和海洋工程用钢发展的要求，开发出一系列具有更高强度（440MPa、460MPa、550MPa和690MPa）的船舶和海洋工程用钢并应用于实际的工程项目建设中。为满足自升式海洋平台用钢的要求，开发出强度高达690MPa的178mm超厚钢板。为满足高效率焊接工艺的要求，成功开发出可大线能量（高达200kJ/cm）焊接的高强度造船钢板并投入使用。近年来，船舶及海洋工程结构的耐腐蚀性越来越受到人们的关注，国际海事组织（IMO）通过了货油舱用耐腐蚀钢性能标准，这使得相关的研究工作变得更加紧迫。国内目前已经完成新型货油舱用耐腐蚀钢的研究与开发，并成功应用于最大载重量50000Mt油轮示范项目的建设。 （任秀平摘译）