鋼鐵工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是建設(shè)現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的重要支撐。近年來(lái)，我國(guó)鋼鐵制造技術(shù)水平不斷提升，逐步向高端化轉(zhuǎn)型升級(jí)。高錳鋼是一種高強(qiáng)度鋼材，可承受沖擊、擠壓、物料磨損等惡劣工作條件，其在鐵路軌道材料方面的應(yīng)用曾獲得2020年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，此外，高錳鋼在其他眾多領(lǐng)域也“大有作為”。

高錳鋼制作工藝復(fù)雜，目前只有極少數(shù)國(guó)家掌握其生產(chǎn)技術(shù)?，F(xiàn)如今，我國(guó)高錳鋼已經(jīng)問(wèn)世且應(yīng)用，追趕高錳鋼研究國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)在高錳鋼研發(fā)過(guò)程中的技術(shù)難點(diǎn)是什么？應(yīng)用范圍有哪些？發(fā)展前景如何？圍繞相關(guān)問(wèn)題，鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院海工用鋼研究所船用鋼研究室主任嚴(yán)玲接受了新華網(wǎng)的采訪。

新華網(wǎng)：您能談?wù)劯咤i鋼研發(fā)過(guò)程中的技術(shù)難點(diǎn)嗎？

高錳鋼可滿足多領(lǐng)域結(jié)構(gòu)材料的設(shè)計(jì)建造要求，但其制造技術(shù)難點(diǎn)也非常突出。

嚴(yán)玲：我們所說(shuō)的高錳鋼是指錳元素含量在10%以上的合金鋼，因錳含量的不同，具有與傳統(tǒng)低碳鋼所不同的材料特性，如耐磨性、高韌性、耐低溫性、無(wú)磁阻尼性等等，可以滿足不同領(lǐng)域結(jié)構(gòu)材料的設(shè)計(jì)建造要求。但是，高錳鋼也有非常突出的技術(shù)難點(diǎn)，首先是隨著錳含量的增加，鋼液產(chǎn)生流動(dòng)性差、熱導(dǎo)率低、線收縮大、固相線和液相線溫差小等情況，造成高錳鋼鑄坯的冶煉難度增大，極易出現(xiàn)偏析、裂紋等鑄坯內(nèi)外部缺陷。其次，為了滿足不同領(lǐng)域結(jié)構(gòu)材料的設(shè)計(jì)使用要求，需要材料兼具多種性能，而高錳鋼的強(qiáng)化方式又相對(duì)單一，因此，對(duì)成分-工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，保證綜合性能的實(shí)現(xiàn)則又是一個(gè)難點(diǎn)。第三是在高錳鋼的加工應(yīng)用性方面，高錳鋼的加工硬化性極強(qiáng)，往往需要在加熱后成形，這將損害材料的基礎(chǔ)力學(xué)性能，因此，材料體系與加工制造工藝的匹配設(shè)計(jì)也是主要技術(shù)難點(diǎn)之一。

新華網(wǎng)：除了在鐵路軌道建設(shè)上的運(yùn)用，高錳鋼的應(yīng)用范圍還有哪些？

高錳鋼在海洋鉆井、汽車防撞、建造罐體等方面都有所應(yīng)用。

嚴(yán)玲：鞍鋼歷經(jīng)十年的研究，突破了高錳鋼的材料體系設(shè)計(jì)、高合金鋼的轉(zhuǎn)爐冶煉、均質(zhì)化連鑄、基于強(qiáng)韌化匹配的高錳鋼軋制-熱處理-加工成形等一體化關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)5%-25%全系列高錳鋼的高均質(zhì)化、無(wú)缺陷、高性能制造，并實(shí)現(xiàn)相關(guān)材料的工程化應(yīng)用。高錳鋼的應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛，如5%-10%Mn含量的550~690MPa超高強(qiáng)大厚度鋼板，用于海洋鉆井平臺(tái)關(guān)鍵支撐構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)高性能用鋼的低成本生產(chǎn)；18%~25%Mn冷軋鋼板，用于汽車防撞構(gòu)件，顯著提高了汽車的安全性；20%~25%Mn中碳高錳鋼用于超低溫LNG罐體，降低罐體的建造成本。

新華網(wǎng)：放眼未來(lái)，您認(rèn)為高錳鋼的應(yīng)用前景如何？還有哪些問(wèn)題亟需解決？

高錳鋼應(yīng)用前景十分廣闊，亟需在高錳系產(chǎn)品開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)等方面開展廣泛深入的研究。

嚴(yán)玲：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷推進(jìn)，高錳鋼應(yīng)用前景十分廣闊。首先，建筑、交通行業(yè)是高錳鋼應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一，城市化及建筑結(jié)構(gòu)安全舒適性要求不斷提高，對(duì)高層建筑、橋梁、隧道、公路鐵路地基等對(duì)鋼材的高安全性、隔音等特性需求提升，而高錳鋼所具有的高強(qiáng)韌性、抗斷性和阻尼降噪性則可以良好的實(shí)現(xiàn)建造設(shè)施的安全性，抑制共振、降低噪音，保證結(jié)構(gòu)在動(dòng)態(tài)下的穩(wěn)定性。其次，高錳鋼以其良好的強(qiáng)韌性、抗撞擊、耐磨蝕性，在船舶、機(jī)械行業(yè)也將得到更廣泛的應(yīng)用，可用于制造挖掘機(jī)械、泥漿礦石輸送管道、礦砂運(yùn)輸船內(nèi)艙等結(jié)構(gòu)。此外，高錳鋼的無(wú)磁或低磁性，可應(yīng)用于電機(jī)和電氣等行業(yè)，包括大中型變壓器油箱內(nèi)磁屏蔽、鐵芯拉板、線圈夾件等漏磁場(chǎng)的結(jié)構(gòu)件；起重電磁鐵吸盤、磁選設(shè)備簡(jiǎn)體等。特別是近年來(lái)，高錳鋼優(yōu)異的超低溫韌性和低成本等特性，使其正在成為新一代LNG儲(chǔ)罐用鋼的關(guān)鍵材料，高錳鋼的大批量應(yīng)用，將替代現(xiàn)有的高鎳型LNG儲(chǔ)罐用鋼，顯著降低儲(chǔ)罐的建造成本，實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約配置和綠色化生產(chǎn)。

我國(guó)具有豐富的錳鐵礦資源，亟需在高錳系產(chǎn)品開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)等方面開展廣泛深入的研究，不斷提升高錳鋼綜合性能、拓展材料體系和應(yīng)用領(lǐng)域、降低裝備和結(jié)構(gòu)制造成本，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)和高效利用，有力支撐我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的低碳綠色化發(fā)展。

把關(guān)專家：鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院海工用鋼研究所船用鋼研究室主任 嚴(yán)玲 中國(guó)冶金報(bào)社 米颯

文案：張鈺涵（實(shí)習(xí)）

編輯：付琳

中國(guó)科協(xié)科普部

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