微合金化鋼是指化學成分規范上明確列入需加入一種或幾種碳氮化物形成元素,如GB/T1591-94中Q295-Q460的鋼,規定:Nb 0.015~0.06%;V 0.02~0.15%(0.20)%;Ti 0.02~0.20%。
有時為了彌補生產廠在裝備和工藝技術方面的不完善,在冶煉時添加<0.015%Nb或<0.05%V,<0.02%Ti的非合金鋼和低合金鋼,稱為微處理鋼,依加入碳氮化物形成元素種類,習慣上叫作微Nb處理、微Ti處理等等,交貨時不要求作該成分的檢驗。
微合金化
微合金化是一個籠統的概念,通常指在原有主加合金元素的基礎上再添加微量的Nb、V、Ti等碳氮物形成元素,或對力學性能有影響、或對耐蝕性、耐熱性起有利作用、添加量隨微合金化的鋼類及品種的不同而異,相對于主加合金元素是微量范圍的,如非調質結構鋼中一般加入量在0.02-0.06%,在耐熱鋼和不銹鋼中加入量在0.5%左右,而在高溫合金中加入量高達1-3%。先有鋼的微合金化,那么微合金(化)鋼又如何定義呢?
基本屬性
微合金化鋼首先限定在熱軋低碳和超低碳的圈子里,此外還有幾個公認的基本屬性:
① 添加的碳氮化物形成元素,在鋼的加熱和冷卻過程中通過溶解一析出行為對鋼的力學性能發揮作用。
② 這些元素加入量很少,鋼的強化機制主要是細化晶粒和沉淀硬化。
③ 鋼的控軋控冷工藝對微合金化鋼有重要意義,也是微合金化鋼叫做新型低合金高強度的依據。鋼的微合金化和控軋控冷技術相輔相成,是微合金化鋼設計和生產的重要前提。
處理辦法
微處理可有效地提高16Mn原規格鋼板、20MnSi大規格螺紋鋼筋的屈服強度約10-20Mpa,改善A、B級一般強度板和X42-X46級管線鋼的低溫韌性,還可使16Mnq、15MnVNq橋梁鋼板的時效敏感比降低或消除。據不完全統計,1998年我國微合金化鋼的產量為346萬噸,占年全低合金高強度鋼總產量55.1%。微處理鋼(主要是Nb處理和Ti處理,還包括稀土處理鋼在內)產量大致也在300萬噸左右。
近20年來,世界鋼鐵工業最富活力和創造性進展,莫過于低合金高強度鋼生產裝備和工藝技術前所未有的變革,幾乎使低合金高強度鋼的所有品種領域更新了一代,甚至兩代。微合金化鋼屬于低合金高強度鋼范疇,或者說是新型的低合金高強度鋼。
我國80年代以來的鋼材生產及近年的鋼材品種結構調整同樣表明了:
① 低合金高強度鋼的新發展,借助了鋼鐵生產工藝技術的一切進步和最新成就。
② 低合金高強度鋼的產量大,使用面廣,適應了方方面面特殊性能要求,支持了各行各業產品的升級,增加了我國的機電產品和成套裝備生產的競爭力。
③ 微合金化帶動了我國富有合金資源的生產和綜合利用,微合金化鋼生產促進了鋼鐵企業結構調整和流程優化。
所以,形成了一個嶄新的觀點,發展微合金化鋼就是抓住了基礎原材料工業發展的關鍵,通過變資源優勢為產品優勢,是實現鋼鐵強國目標的重要一環。
發展方向
首先看看市場對微合金鋼提出了什么樣的要求,在"九五"期初根據對石油天然氣、鐵道、交通、船舶、建設、電力、煤炭、石化及機械制造等9個行業的需求的調查,17個主要鋼材品種2000年的需求量為2276萬噸,國內有能力提供約2000萬噸,各品種的市場占有率在50~100%,平均為88%,因此提出以產頂進,每年減少進口200萬噸的目標。從這一統計得知,主要微合金化鋼基本上靠自給,微合金化鋼根據市場需求,不斷開發、不斷進取,可以滿足日益增長的需求。
我國鋼鐵工業發展很快,我國已成國世界最大的鋼鐵生產國和最大的鋼材消費國,每年還進口大量鋼材,見表1。
歷年進口鋼材統計(萬噸)
進口鋼材中1999年棒材154萬噸,同上年比降低44.2%,板帶材1220萬噸,同上年比提高46.3%。在進口板帶材中,熱軋薄板(<3mm)280萬噸,冷軋薄帶460萬噸,涂鍍板223萬噸及不銹板109萬噸,占總量的72%,中板的進口僅40.9萬噸,主要是高強度船板、容器板和高層建筑用鋼板。從這部分統計中可以看出,進口鋼材主要是非合金鋼的薄規格板帶,國產鋼材的質量有了很大改善,進口板帶對國產低合金鋼及微合金化鋼的自主發展的影響不大,這是十分有利的形勢。
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