首頁(yè) > 軍工資訊 中國(guó)“超級(jí)鋼”問世，應(yīng)用前景廣泛 軍工資源網(wǎng) 2022年01月26日 據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》近日?qǐng)?bào)道，世界首創(chuàng)用100噸電爐冶煉工藝生產(chǎn)的高強(qiáng)高韌低密度鋼板在中信泰富特鋼集團(tuán)江陰興澄特種鋼鐵有限公司問世，并且軋制出首批鋼板。這是興澄特鋼聯(lián)合北方材料科學(xué)與工程研究院團(tuán)隊(duì)，第二次成功實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)品大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，也是雙方基于2016年40噸電爐冶煉工藝生產(chǎn)實(shí)踐后取得原創(chuàng)攻關(guān)的再創(chuàng)新，標(biāo)志著我國(guó)成為世界上唯一掌握大規(guī)模生產(chǎn)高強(qiáng)高韌低密度鋼技術(shù)的國(guó)家。高強(qiáng)高韌低密度鋼比常規(guī)高強(qiáng)鋼的密度降低10%以上，具備良好的強(qiáng)韌性，其比強(qiáng)度、比剛度可與鈦合金媲美，這一重大突破將為車輛、船舶、航空、航天、建筑等領(lǐng)域提供極為重要的新型輕量化材料，有著廣泛的應(yīng)用前景，具有重大的戰(zhàn)略意義，這一重大工藝技術(shù)突破使我國(guó)在高強(qiáng)高韌低密度鋼的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先水平。據(jù)了解，目前國(guó)際上其它國(guó)家的同類項(xiàng)目還均處于實(shí)驗(yàn)室階段，技術(shù)“瓶頸”多年來一直未能突破——2005年、2015年日本新日鐵和韓國(guó)浦項(xiàng)鋼鐵都分別進(jìn)行過工業(yè)化試制，但一直未見成功，美國(guó)的相關(guān)項(xiàng)目也遠(yuǎn)未完成。那什么是“高強(qiáng)度高韌性低密度鋼”呢？眾所周知，鐵的密度是7.85克/cm3也就是7.85噸/立方米，鐵經(jīng)過冶煉和化學(xué)成分調(diào)整，重量在7.8~7.9噸/立方米，合金含量越高就會(huì)略微的重一些，因?yàn)楹芏嗪辖鹑纾恒t、鎳、鉬、鎢…等都是高密度金屬，所以有些高級(jí)合金鋼就會(huì)略重，比如說：高速切削鋼w18cr4v就要比最普通的建筑用鋼材Q235略微重一些，但總體重量都在7.85噸/立方米左右，而低密度鋼就是要將密度降低10%以上，達(dá)到7噸/立方米左右。都知道美國(guó)的SpaceX的星艦，它的外殼就是用不銹鋼制造的，但不是咱們平時(shí)見到的普通不銹鋼，它使用的是301不銹鋼。采用不銹鋼建造星艦的原因其實(shí)也不復(fù)雜：一是成本考慮，碳纖維130美元/公斤，鋁合金40美元/公斤，而不銹鋼只要4美元/公斤；二是不管冷熱環(huán)境，不銹鋼還都有更好的強(qiáng)度和韌性，它的熔化溫度很高，大約是1500攝氏度。而且在低溫下，不同于大多數(shù)鋼會(huì)變脆，301不銹鋼反而更堅(jiān)固，使用301不銹鋼實(shí)際上具有相同的有效強(qiáng)度，跟高級(jí)復(fù)合材料或者鋁鋰一樣。對(duì)于全回收火箭，由于返回時(shí)防熱的需要，大部分碳纖維火箭由于耐溫性較差，因此需要更大的厚度，所以其實(shí)都是會(huì)重于不銹鋼火箭的。還有就是焊接不銹鋼非常容易，這樣重復(fù)使用的維護(hù)費(fèi)用也較低，還便于快速生產(chǎn)和安裝。而我們今天試制成功的這種新型鋼材，無疑將比星艦的不銹鋼具有更加強(qiáng)大的性能以及焊接加工及維護(hù)特性。不僅體現(xiàn)中國(guó)科技進(jìn)步迅猛，同時(shí)也標(biāo)志著未來我們的可回收火箭上，材料技術(shù)方面已經(jīng)有了儲(chǔ)備，與國(guó)外對(duì)手的差距在不斷減小，這才是小步伐的技術(shù)革命。此外，航母作為在海上行駛的巨無霸平臺(tái)，所使用的鋼材種類多種多樣，最主要的是低磁鋼，是特種鋼的一種，是專門用于建造航母艦體使用，高強(qiáng)度耐腐蝕。美國(guó)制造航母所用鋼材強(qiáng)度一般在850兆帕左右，他們用于制造航母的鋼材有兩種，一種是HY系列特種鋼材，另一種是HSLA型鋼材。例如：美國(guó)的尼米茲級(jí)航母飛行甲板就主要由50毫米厚的HSLA-80鋼板組成的，長(zhǎng)332.9米，寬76.8米，型深30.64米，吃水11.5米左右。而HSLA型鋼材是美國(guó)在八十年代研制成功的新型高強(qiáng)度、高韌性結(jié)構(gòu)鋼。據(jù)悉，目前該型鋼已部分或全部取代HY-80鋼用于建造大型水面艦艇，也就是說當(dāng)前美國(guó)新建造的水面艦艇基本上都是用這種鋼材制造的。不過要解決鋼材質(zhì)量輕的問題，就很矛盾了。鋼鐵除了碳硅錳磷硫這五大基本元素外，要想達(dá)到很高的理化性能指標(biāo)就需要添加鉻、鎳、鉬、釩…等金屬進(jìn)行冶煉融合形成金屬鏈，提高強(qiáng)度和耐腐蝕性能，但是加了這些金屬就不可能降低重量…所以，在很長(zhǎng)時(shí)間各國(guó)冶金專家們都沒有解決這個(gè)矛盾。2020年美國(guó)計(jì)劃未來5年內(nèi)投入2000萬美元進(jìn)行適合于工業(yè)化的低密度鋼成分體系研究，項(xiàng)目預(yù)計(jì)要2025年才能完成。此次我們生產(chǎn)出來的高強(qiáng)高韌低密度鋼，如果未來我軍戰(zhàn)艦都用它來建造，在降低了自身的重量后，燃?xì)廨啓C(jī)的輸出功率將會(huì)用于提高航速和發(fā)電，節(jié)省下來的燃油還將用于提高航程，所以這種鋼的研制成功有著廣泛的應(yīng)用前景和重大的戰(zhàn)略意義！
