微合金化鋼是指化學成分規(guī)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(guī)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(tǒng)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(fā)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(guī)格鋼板、20MnSi大規(guī)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(tǒng)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(yè)最富活力和創(chuàng)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(fā)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(yè)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(yè)結構調整和流程優(yōu)化。
所以,形成了一個嶄新的觀點,發(fā)展微合金化鋼就是抓住了基礎原材料工業(yè)發(fā)展的關鍵,通過變資源優(yōu)勢為產品優(yōu)勢,是實現鋼鐵強國目標的重要一環(huán)。
發(fā)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(yè)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(tǒng)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(fā)、不斷進取,可以滿足日益增長的需求。
我國鋼鐵工業(yè)發(fā)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(tǒng)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(tǒng)計中可以看出,進口鋼材主要是非合金鋼的薄規(guī)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(fā)展的影響不大,這是十分有利的形勢。
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