纳米相强化高强度、高韧性船用钢

成果拥有单位：哈尔滨工程大学

成果简介：

尽管我国已成为世界造船第一大国，粗钢产量也位居世界前列，但是，我国在高性能钢铁材料开发方面仍然面临很大的技术瓶颈，严重阻碍了我国造船业发展。本项目是在美国大型船开发的高强度低合金钢的基础上，通过技术消化吸收和集成创新，开发出新型纳米相强化高强度、高韧性、耐冲击船用钢。该产品可以通过产品性能调整满足不同民用船舶建造的需要。

纳米相强化高强度、高韧性、耐冲击船用钢同其他钢种相比具有几个明显优势。首先本项目是在美国船用钢基础上通过集成创新发展而来，因此技术成熟，研制和产业化周期短；同时，这种新型纳米相强化钢在具有高强度、高韧性的同时具有优秀的焊接性能，这是其他钢种所不具备的，因此更适合应用于大型船舶的建造上。这种新型纳米相强化钢可通过传统钢材的制造工序与新技术的结合获得，在原有钢材生产的基础上不需要大量的设备改造和更新，因此可以大大降低生产成本。

纳米相强化高强度、高韧性、耐冲击船用钢的关键技术特点是利用纳米相强化替代碳强化。纳米相强化机制可以在低合金含量的条件下保证材料具有高强度、高韧性。同时因为大大降低碳含量从而使材料具有优异的焊接性能。纳米相强化钢可以通过合金成分、生产工艺控制实现对纳米相的形成和形态、数量进行控制而实现对产品性能的控制。

本课题组已经完全掌握了本项目所需的所有理论基础和技术基础，已经研制出屈服强度达1400MPa，延伸率达15%，并具有优异焊接性能的高强度、高韧性低合金纳米相强化钢，目前处于世界领先水平。所能达到的主要技术指标如下：

钢号屈服强度（MPa）延伸率（%）断面收缩率（%）冲击功

-20ºC-40 ºC-80 ºC

600MPa级600-75030-4055115100-

900MPa级900-105025-30509580-

1200MPa级1200-140015-25408060-

1400MPa级1400-160010-15206520-

钢铁材料目前乃至以后的很长一段时间仍然是世界范围内使用量最大的结构材料，纳米沉淀相强化铁素体钢由于其高性能、低成本具有广阔的市场前景。该项目实施后有望对我国国防工业、能源工业以及基础设施建设等方面产生重要影响，同时为成果转化企业带来巨大的经济和社会效益。本项目起点高，处于世界领先水平。纳米沉淀相强化铁素体钢由于其低成本、优异的力学性能和焊接性能使同普通刚强度低合金钢相比，具有明显优势，因此具有极强的竞争力。因此，本项目开发的产品具有广泛的应用领域为低风险提供了保障。