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项目年度编号
1800240320
中图分类号
TG335.11
成果公布年份
2018
成果简介
项目概况：该项目属于材料科学领域。
中国钢筋产量占中国钢材总产量的25％，占世界钢筋总产量的75％；产量大，但强度等级低，性能单一。重大防护工程等结构安全等级的提高，使得现有的强度和抗震指标等已不能完全满足要求；沙钢在国际上首次提出抗大变形钢筋，并开展600MPa及以上抗大变形钢筋的开发。项目基于抗大变形组织设计，新型铌钒氮微合金化设计，系统研究了合金元素、轧制工艺、微观组织等对性能的影响，攻克了超高强度和抗大变形性能的对立难题，成功开发出600MPa级抗大变形热轧钢筋，并实现工业稳定生产和大批量供货，打破了国外技术垄断，填补国内空白。
项目创新点：
创新点一：国际首创抗大变形组织设计；在长材中首次引入抗大变形概念，应具有高延伸率、低屈强比、均匀变形的特征。结合成分设计、通过工艺创新获得了铁素体+硬相+细密析出相的复相组织；铁素体确保了高延伸率，硬相保证低屈强比，复相组织协调作用保证均匀变形。屈强比从现有技术水平的0.85-0.90下降至0.78以下，均匀塑性变形延伸率从4-8％提升到12％以上，确保了抗大变形能力。
创新点二：建立“成分-工艺-组织-性能”仿真预测模型；通过模型建立和数据修正，建立了超高强度抗大变形热轧钢筋“成分-工艺-组织-性能”仿真计算模型，实现了超高强钢筋性能的定量分析与预测，提升了产品质量稳定性。
创新点三：创新型合金成分设计；利用增氮型铌钒氮微合金化，可将强度增量从现有水平的200-300MPa提高到360-380MPa，将0.01％钒的平均强化效果从现有水平的20-25MPa提高到30-32MPa，创新发展了钒氮合金强化理论和应用水平；低碳低碳当量设计，辅以闪光对焊等工艺创新，确保了冷弯、焊接等加工应用性能提升。
创新点四：国际上首次成功开发出超高强度抗大变形热轧钢筋；在新型成分设计、抗大变形组织设计的基础上，结合系统工艺技术创新，成功开发出超高强度抗大变形热轧钢筋，产品性能处于国际领先水平，并应用于重大防护工程。
知识产权：申请发明专利21项，已授权17项；发表论文10篇。
技术经济指标：屈服强度≥600MPa，均匀塑性变形延伸率≥12％，屈强比≤0.78，碳当量≤0.56。
经济效益及推广应用情况：项目产品累计销售120万吨，销售收入56亿元，利税18亿元；产品应用在防护工程、铁路、军工等重点工程中。
技术水平：项目产品经中钢协组织的专家委员会鉴定，达到了国际先进水平；产品通过江苏省新产品新技术鉴定，并被江苏省科技厅认定为高新技术产品。
社会效益：在国际上首次成功开发重大防护工程用高安全等级钢筋，填补国际国内空白，引领了钢筋产品升级换代，促进了建筑结构安全等级的提升和技术进步，推动了行业转型升级和节能减排，社会效益显著。
完成单位
江苏沙钢集团有限公司
完成人
麻晗 张晓兵 陈焕德 朱海涛 卢立华 张宇 陈彬 王正兴
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