【基金标书】2010CB630800-高性能钢的组织调控理论与技术基础研究.doc

项目名称:
高性能钢的组织调控理论与技术基础研究
首席科学家:
董瀚钢铁研究总院
起止年限:
2010年1月-2014年8月
依托部门:
中国钢研科技集团公司
一、研究内容
针对“亚稳奥氏体相变与多相组织形成的现象、理论与控制”、“多相组织的多尺度表征、稳定性与性能控制机理”及“高性能钢夹杂物、析出相和多相组织基体组织相互关联与控制技术”等关键科学问题,选取建筑设施、汽车、能源用钢中的高端产品作为本项目的研究对象。根据钢材的服役性能的不同要求,研究高性能钢的组织调控理论和方法。对建筑设施用钢,通过从铁素体/珠光体向非平衡贝氏体/马氏体的多相组织的调控,在提高强度同时,改善屈强比、焊接性能、耐火性能等;对汽车用钢,通过控制亚稳奥氏体相变和多相组织得形成,实现高强度化、超高强度化和高塑性化,从而保证汽车轻量化和提高碰撞安全性;对能源用钢,控制马氏体耐热钢高温服役时的组织演变,提高组织稳定性。为获得期望组织和性能,需要研究亚稳奥氏体相变规律及多相组织的多尺度表征,同时还要研究冶炼和凝固过程中三类钢的钢液-夹杂物间相互作用和反应平衡程度,凝固均质化的等轴晶和柱状晶控制,获得高洁净度和高均匀度组织。各研究方向的具体研究内容如下:
第三代低合金钢的组织调控和高性能化研究
研究亚稳奥氏体相变规律及多相组织的形成,包括钢的成分、加工处理制度对各相的体积分数、分布状态和内部缺陷形态的影响。
研究多相组织的表征以及多相组织在范性流变过程中的变化,变形在不同相中的传递行为,晶体缺陷在范性变形中的行为与作用。
多相组织在热扰动下的演化行为及其在力学性能上的表现,各相的热稳定性及其在组织演变过程中的相互作用以及焊接区组织稳定性。
第三代汽车用钢的组织调控和提高塑性的研究
研究亚稳奥氏体的相变规律及多相组织的形成,包括应力与相变的交互作用以及碳的行为等。
研究多相组织的多尺度表征及控制方法,包括通过Q&P工艺实现亚稳奥氏体的含量、形态、分布、稳定性等控制。
研究亚稳奥氏体的稳定性,包括热稳定性、力学稳定性,以及相变诱发塑性与孪晶诱发塑性等。
研究高强度马氏体钢连接技术及其服役行为,包括焊接性能和延迟断裂行为等。
研究高性能汽车用钢新型制备方法过程中凝固组织、晶粒尺寸和元素配分的影响规律。
第三代耐热钢高温环境下长期服役时组织演变规律研究
多元素复合强化马氏体锅炉钢长期服役条件下回火马氏体组织精细结构演变及退化研究。
借助热力学软件,研究化学成分、工艺参数(如温度)等多因素关联影响条件下,各析出相的可能的演变过程。研究M23C6、M6C、MX、Laves相、硼化物、Z相等演变(形成和长大)的热力学和动力学规律,尤其是MX超细弥散相的稳定性和均匀性以及Z相的形成机理和控制机制。
高温蒸汽和煤烟气腐蚀环境下,材料的界面行为规律及其控制机制。
无碳马氏体锅炉钢的组织与力学行为研究。研究静态和热变形条件下无碳马氏体锅炉钢连续冷却转变中的相变行为,分析不同热变形条件下钢中氮化物析出相。
高洁净钢的夹杂物稳定性控制及均匀度控制的基础研究
研究高性能建筑用钢、汽车用钢、能源用钢韧塑性与夹杂物、均匀度之间的相关性以及基于服役性能要求的夹杂物控制目标。
研究炉渣-钢液和钢液-夹杂物间反应的平衡程度及其影响因素,以及钢液中微小夹杂物间聚合、长大、