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首页 > 钢铁百科 > 百科分类 > 钢铁问答 > 低合金高强度钢的研究发展趋势
低合金高强度钢的研究发展趋势
随着化学冶金、物理冶金、力学冶金和计算机冶金技术的发展，近年来低合金高强度钢的发展，已由单纯依靠合金元素作用的成分型，逐渐转变成合金元素和加工工艺共同作用的综合型，这样可以最大限度地挖掘出材料性能的潜力。特别是充分利用制造工艺的进步，不但显著提高了钢的综合性能，而且还降低了钢中添加的合金元素，有利于降低钢的生产成本和改善钢的焊接性等。低合金高强度钢的主要发展方向有以下几个方面：
(1)低碳和超低碳。随着碳含量的降低，能显著提高低合金高强度钢韧性和改善焊接性。目前转炉顶底复吹技术在炼钢厂的广泛采用，使钢中的碳含量降低到小于0. 060-/0甚至小于0. 020-/0得到保证，这样就能显著提高钢的焊接性、韧性和成形性等。因此，低碳和超低碳是今后低合金高强度钢发展的一个趋势。
(2)高纯净化。净化钢中的有害杂质，可改善钢的韧性和提高钢的综合性能。随着冶金技术的发展，铁水预处理、转炉炼钢和钢水精炼已普遍在钢厂采用，已使钢中S、P、H、O、．N等杂质大大降低，显著提高钢的纯净度，因此现代低合金高强度钢和其他钢一样正逐步向高纯净度方向发展。
(3)微合金化技术。在低碳、超低碳和高纯净化的基础上，低合金高强度钢普遍采用微合金化，微合金化技术已由添加单一合金元素（Nb、V、Ti等）发展到复合微合金元素，如Nb -V、Nb - Ti、V- Ti、Nb - Ti -B等，并配合热机械成形技术进一步提高钢的综合性能。
(4)采用控制轧制和控制冷却工艺。通过控制轧制和控制冷却，可调整奥氏体的原始组织晶粒大小，使转变后的铁素体晶粒极可能细化，从而得到尽可能高的强度和最佳的塑韧性。现代的控制轧制工艺已只控制终轧温度发展到奥氏体再结晶控轧、奥氏体未再结晶控轧和两相区控轧。轧制后的控制冷却工艺已有层流冷却、水幕冷却、雾化冷却和穿水冷却等。应用先进的在线控制轧制和控制冷却技术也是进一步提高现代低合金高强度钢质量的重要发展方向。
(5)超细晶粒化。通过加大轧制变形、铁素体的应变诱导析出、稍高于A3点的低温轧制和采用合适的冷却速度，可使钢的铁素体晶粒尺寸细化到微米级，这样钢的强度可以大幅提高，普通碳素钢的强度可由235MPa提高到400MPa，低合金高强度钢的屈服强度由400MPa提高到800MPa。目前中国、日本、韩国已在这方面取得初步的研究成果。可以认为低合金高强度钢的组织微细化是今后发展的方向。
(6)计算机控制和性能预报。近年来，随着计算机科学的长足进步，使得材料的发展逐步由经验式走向定量化和系统化。以前材料设计都是根据大量数据的统计结果，通过回归分析建立经验公式，然后据此进行组织生产和管理。这种方法精度很低，有一定的局限性，一旦改变条件就不适用，因此缺乏普遍的指导意义。计算材料学是利用钢铁材料的基本冶金原理，通过计算机建立各种冶金模型，达到预测材料的组织和性能。
近年来，物理冶金学已能准确把握钢铁材料内部生产的基本冶金现象并建立相应的冶金模型，通过预报材料的组织，就可以准确预测材料的性能成为可能。这样就可以大大减少实验研究工作和缩短研究时间，加速新产品的开发。目前，工业发达国家已经开发出钢的组织和性能预测泵统，并成功用于热轧带钢在线生产系统。
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