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2017年冶金科学技术奖一等奖项目介绍

作者:《钢铁》编辑部 何禛报道  发布时间:2017/08/11 15:55:40   点击:

基于M3组织调控的钢铁材料基础理论研究与高性能钢技术

董  瀚,翁宇庆,曹文全,等

钢铁研究总院,北京科技大学,上海大学,等

针对汽车、建筑、管线、桥梁、船舶等领域用钢的高安全性要求,开展高性能钢组织调控理论和技术基础研究。羡慕提出了“多相(Multiphase)、亚稳(Metastable)和多尺度(Multiscale)” 相结合的M3组织调控理论,通过M3组织形成控制裂纹的形成与裂纹的扩展,提高了裂纹的形核功与扩展功,在高强度水平下,有效地提高了塑性和/或韧性。系统研究了生产流程中的相关现象、规律和机理,形成第三代汽车钢和第三代低合金钢的原型钢技术。

针对汽车领域持续对钢材高强度与高塑性的要求,在M3组织调控理论指导下,创新提出中锰钢通过逆相变获得超细晶铁素体+奥氏体的目标组织、利用马氏体相变不均匀性控制残留奥氏体量、TWIP+TRIP叠加效应提升强塑积等多个创新理论与技术,开发了第三代汽车钢。在抗拉强度为6001 500 MPa级别时,强塑积(抗拉强度与断后伸长率的乘积)不小于30 GPa%,较第一代汽车钢翻番,有效地解决了强度提高带来塑性下降问题,不仅提高了高强度钢的冲压成形性能,还提高了车辆的碰撞安全性。

针对低合金钢的强度提升后韧性和/或塑性降低的情况,在M3组织调控理论的指导下,通过奥氏体状态调控,获得多相基体组织,并调控析出相的状态。通过在线回火多相组织调控、与析出相的协同析出开发了低屈强比、高均匀延伸的屈服强度700 MPa级及以上的第三代低合金钢板卷,断后伸长率不小于25%,屈强比不大于80%,为低屈强比髙塑性钢生产提供了理论与技术基础。工业规模生产中板的屈服强度在9 000 MPa级时、-40 ℃温度下V型缺口冲击韧性不小于200 J。

世界上首次实现了中锰合金化第三代汽车钢的实验室制备与工业生产,产品在卡车元宝梁和整体式桥壳等零件上进行试制并通过台架试验评价,显示了较传统钢铁材料在减重和髙成形性能方面的特点。形成了温成形B柱技术,可以替代热成形钢。首次提出了第三代低合金钢的概念,指导高塑性和/或高韧性低合金钢的开发。高塑性第三代低合金钢相关技术已用于生产X90/X100超高强度管线钢获得低屈强比、X80抗大变形管线钢、500 MPa级桥梁钢、大型集装箱船板钢、高强度建筑钢的生产。

获奖等级:一等

主要完成人:董瀚

主要从事钢铁材料技术研发工作,兼任中国金属学会特殊钢分会秘书长。组织多次钢铁材料技术的国际和国内会议,多次应邀在国际和国内学术会议作大会、核心或邀请报告。2008年科技部“新一代高性能合金钢”高技术创新团队负责人和2010年973项目“高性能钢的组织调控理论与技术基础研究”首席科学家。带领研发团队在钢铁材料理论研究、技术研发、生产应用等方面取得成果。获国家发明专利14项,发表论文121篇,获省部级以上奖励14项。研究成果已经被国内外同行所认可。

主要完成人:翁宇庆

1963年毕业于清华大学。现任钢铁研究总院名誉院长、国家973项目顾问组成员和国防科工局技术委员会委员。曾任钢铁研究总院院长、冶金部副部长,全国政协(科技界)委员,连续两届担任中国金属学会理事长。获美国宾夕法尼亚大学材料科学和工程博士学位和俄罗斯工程院院士称号。 他担任过十多项国家和部级科研项目负责人,连续三次担任国家攀登项目和国家973项目有关钢铁材料的首席科学家(1996~2009)。获国家科技进步奖一等奖和并以第一获奖人身份获得中国冶金科技奖特等奖和国家发明奖三等奖。

主要完成人:曹文全

钢研总院工模具及轴承钢研究部首席专家。2003年清华大学材料系获博士学位。2003-2008年分别在韩国、法国及澳大利亚留学。2009年作为钢研集团引进人才回国工作至今。负责或参与了国家自然科学基金3项,科技部973课题1项以及十三五科技专项1项等课题研究。已发表文章100多篇,其中60余篇为SCI收录文章。主要从事高强塑积汽车钢、超高纯轴承钢、高性能耐磨钢以及超塑性金属材料等研发,专长于金属材料的合金化设计、组织与性能调控、以及组织结构与性能关系研究。

祝贺以上获奖专家和科研团队,感谢您对中国冶金科技进步所作出的贡献!

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