貝氏體鋼主要應用北京交通大學

1、新型新型Mn-系貝氏體鋼系貝氏體鋼近期發(fā)展近期發(fā)展北京交通大學北京交通大學軌道交通金屬材料研究所軌道交通金屬材料研究所1 高強度及高韌性；高強度及高韌性； 2 優(yōu)良的焊接性能；優(yōu)良的焊接性能；3 簡短的生產(chǎn)流程；簡短的生產(chǎn)流程；4 低成本；低成本；5 節(jié)約能源；節(jié)約能源；6 易于生產(chǎn)用傳統(tǒng)材料及工藝難以生產(chǎn)的易于生產(chǎn)用傳統(tǒng)材料及工藝難以生產(chǎn)的 產(chǎn)品。產(chǎn)品。 新型新型MnMn系貝氏體鋼具有以下特點系貝氏體鋼具有以下特點: : 2020世紀世紀3030年代年代DevenportDevenport和和BainBain發(fā)現(xiàn)并研究貝發(fā)現(xiàn)并研究貝氏體氏體 組織；組織； IrvineIrvine和和Pick

2、eringPickering等人于等人于2020世紀世紀5050年代發(fā)明年代發(fā)明MoMo系及系及 Mo-BMo-B系列空冷貝氏體鋼；系列空冷貝氏體鋼； 上世紀上世紀7070年代初，清華大學年代初，清華大學方鴻生、鄭燕康方鴻生、鄭燕康等等發(fā)明有特色新型錳系空冷貝氏體鋼發(fā)明有特色新型錳系空冷貝氏體鋼，已形成體已形成體系，為國際二大類空冷貝鋼之一系，為國際二大類空冷貝鋼之一。 新型錳系空冷貝氏體鋼新型錳系空冷貝氏體鋼綜合水平顯著優(yōu)于另一類（鉬-硼系）貝鋼，使我國在該領域處于國際領先水平，有自主知識產(chǎn)權自主知識產(chǎn)權，已產(chǎn)業(yè)化已產(chǎn)業(yè)化、成成效顯著效顯著 Mn的拖曳及類拖曳作用和的拖曳及類拖曳作用和Mn系

3、空冷貝氏體鋼系空冷貝氏體鋼 R R R R R R/ 注：注：R/=XMn(界面界面)/XMn(平均平均)由于由于Mn可忽略的局部可忽略的局部平衡平衡(NP-LE)， Mn于于600左右在左右在/ /界面界面顯著富集；顯著富集；MnMn的溶質拖曳及類拖的溶質拖曳及類拖曳作用阻礙了曳作用阻礙了/ 界面遷界面遷移；移；600600左右，在左右，在TTTTTT曲曲線上形成線上形成“海灣區(qū)海灣區(qū)”。 TTT 曲線及曲線及Mn元素的富集比與溫度的關系元素的富集比與溫度的關系曲線曲線 空冷貝氏體鋼的強韌化途徑及應用發(fā)展空冷貝氏體鋼的強韌化途徑及應用發(fā)展北京交通大學軌道交通金屬材料研究所在長期的貝氏體北京交

4、通大學軌道交通金屬材料研究所在長期的貝氏體相變、貝氏體鋼研究以及貝氏體鋼實踐的基礎上：相變、貝氏體鋼研究以及貝氏體鋼實踐的基礎上： 建立了不同類型貝氏體的組合及其強韌化途徑：建立了不同類型貝氏體的組合及其強韌化途徑： 創(chuàng)立了系列貝氏體鋼：創(chuàng)立了系列貝氏體鋼：一一 低碳粒狀貝氏體鋼低碳粒狀貝氏體鋼二二 低碳仿晶界型鐵素體低碳仿晶界型鐵素體/粒狀貝氏體復相鋼粒狀貝氏體復相鋼三三 無碳化物貝氏體無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼馬氏體復相鋼四四 超低碳貝氏體鋼超低碳貝氏體鋼五五 中碳及中高碳貝氏體中碳及中高碳貝氏體/馬氏體復相鋼馬氏體復相鋼六六 貝氏體鑄鋼貝氏體鑄鋼“新型空冷貝氏體鋼系列及其應用新型空冷貝

5、氏體鋼系列及其應用”是是國家級科技成果重點推廣計劃國家級科技成果重點推廣計劃，科技部在科技部在清華大學清華大學成立了成立了“貝氏體鋼貝氏體鋼研究及推廣中心研究及推廣中心”，新型貝氏體鋼被，新型貝氏體鋼被清華大學列為十個重點推廣項目之一清華大學列為十個重點推廣項目之一 。近年來，在完成國家近年來，在完成國家“973973”、“863863”項項目的同時，與大中型企業(yè)合作技術開目的同時，與大中型企業(yè)合作技術開發(fā)中，貝氏體鋼得到更高速和更大范發(fā)中，貝氏體鋼得到更高速和更大范圍的發(fā)展。圍的發(fā)展。下面列舉幾類產(chǎn)品的應用。下面列舉幾類產(chǎn)品的應用。一、貝氏體鋼的產(chǎn)品應用一、貝氏體鋼的產(chǎn)品應用 汽車工業(yè)汽車工

6、業(yè) 石油工業(yè)石油工業(yè) 鐵路運輸鐵路運輸 建筑工業(yè)建筑工業(yè) 煤炭及礦山煤炭及礦山 工程機械工程機械 超高強無縫鋼管超高強無縫鋼管 港口碼頭港口碼頭 耐磨鑄鋼等耐磨鑄鋼等 國防工業(yè)國防工業(yè) 汽車工業(yè)汽車工業(yè) 東風、江鈴、一汽等公司分別在東風、江鈴、一汽等公司分別在8 8、5 5、3 3、1.51.5噸汽車噸汽車用貝鋼做前橋、轉向節(jié)、彎直前橋、轉向節(jié)、彎直臂臂等關鍵件關鍵件，裝車數(shù)十萬輛，屬汽車業(yè)中成熟鋼種；多年在攀鋼、本溪、撫順、唐攀鋼、本溪、撫順、唐山貝鋼等鋼廠山貝鋼等鋼廠生產(chǎn)汽車用貝鋼 。 本發(fā)明鋼與國內(nèi)外汽車用非調質鋼性能對比本發(fā)明鋼與國內(nèi)外汽車用非調質鋼性能對比 當今國際上有兩類非調質鋼，

7、一類是作者發(fā)明的具有優(yōu)良韌性的貝當今國際上有兩類非調質鋼，一類是作者發(fā)明的具有優(yōu)良韌性的貝氏體型非調質鋼，可以通過回火調整韌性。另一類是韌性較低的鐵氏體型非調質鋼，可以通過回火調整韌性。另一類是韌性較低的鐵素體素體+ +珠光體非調質鋼珠光體非調質鋼，不能通過回火調整韌性。不能通過回火調整韌性。 鐵路運輸鐵路運輸 與寶雞橋梁廠、上鋼五廠與寶雞橋梁廠、上鋼五廠合作高速重載1500MPa超超強高韌可焊接空冷貝氏體鋼鐵路道岔強高韌可焊接空冷貝氏體鋼鐵路道岔在京廣京滬線運行，壽命為高錳鋼3倍；與北京鐵路局、北京特冶公司、包頭鋼鐵公司合作研制的全貝氏體鋼重載道岔試用在世界上最繁忙的大秦鐵路，運量已經(jīng)超過4

8、億噸，是高錳鋼道岔的4倍；與包頭鋼鐵公司合作研制出高強高韌重軌與包頭鋼鐵公司合作研制出高強高韌重軌，用于轍叉、尖軌，并正在開發(fā)曲線彎道上的應用；與齊齊哈爾車輛廠合作研制新型車鉤用鑄造高強高韌貝氏體鋼，目前取得重要進展。在石太線鋪設的全貝氏體鋼轍叉在石太線鋪設的全貝氏體鋼轍叉專家視察大秦線貝氏體鋼轍叉專家視察大秦線貝氏體鋼轍叉包頭鋼鐵公司高強韌性貝氏體鋼軌，軋后空冷包頭鋼鐵公司高強韌性貝氏體鋼軌，軋后空冷（無熱處理）性能達到（無熱處理）性能達到: : b1400MPa,0.21000MPa,512%, aku55J/cm2 固定型貝氏體鋼組合轍叉及尖軌的研制固定型貝氏體鋼組合轍叉及尖軌的研制是鐵

9、是鐵道部重點科研項目，經(jīng)北京、沈陽、呼和浩特、道部重點科研項目，經(jīng)北京、沈陽、呼和浩特、濟南、上海、烏魯木齊、西安、鄭州、太原、蘭濟南、上海、烏魯木齊、西安、鄭州、太原、蘭州等鐵路局及廣鐵集團的京山線、京哈線、京廣州等鐵路局及廣鐵集團的京山線、京哈線、京廣線、京滬線、隴海線、京包線、包蘭線、南同蒲線、京滬線、隴海線、京包線、包蘭線、南同蒲線等主要干線推廣應用線等主要干線推廣應用300300余組，。還在朔黃、京余組，。還在朔黃、京包線的重載萬噸和大秦線兩萬噸列車運行線路上包線的重載萬噸和大秦線兩萬噸列車運行線路上進行了大量使用；進行了大量使用； 已在全路推廣應用的已在全路推廣應用的BT15BT1

10、5貝氏體鋼轍叉貝氏體鋼轍叉30003000多組，多組，尖軌尖軌40004000余根，基本軌余根，基本軌40004000余根，使用壽命成倍余根，使用壽命成倍提高，深受用戶歡迎；提高，深受用戶歡迎； 如在朔黃重載線路小半徑曲線鋪設的如在朔黃重載線路小半徑曲線鋪設的BT15BT15貝氏體貝氏體鋼鋼75Kg/m75Kg/m鋼軌在累計通過總重鋼軌在累計通過總重2.22.2億噸的運量情況億噸的運量情況下下, ,比該段使用的比該段使用的U75vU75v淬火鋼軌側磨合從淬火鋼軌側磨合從2121毫米降毫米降低到低到1.21.2毫米；垂直磨耗從毫米；垂直磨耗從9 9毫米降低到毫米降低到0.60.6毫米。毫米。 B

11、T15BT15貝氏體貝氏體60Kg/m50-960Kg/m50-9尖軌和基本軌在朔尖軌和基本軌在朔黃線已使用了黃線已使用了2525個月，而普通尖軌使用壽命個月，而普通尖軌使用壽命3 3個月。個月。506506號尖軌在豐臺站場現(xiàn)已使用號尖軌在豐臺站場現(xiàn)已使用1818個個月，而普通尖軌僅用月，而普通尖軌僅用1515天。天。 BT15BT15貝氏體貝氏體60Kg/m12SC33060Kg/m12SC330型固定型組合轍型固定型組合轍叉，在豐沙運煤重載線路上已使用了叉，在豐沙運煤重載線路上已使用了4545個月個月，通過總重達，通過總重達5 5億噸。億噸。 在大秦運煤重載線路大同站使用在大秦運煤重載線路

12、大同站使用75Kg/m1275Kg/m12號號SC330SC330型固定型組合轍叉，已安全運行型固定型組合轍叉，已安全運行1313個個月，通過總重超過月，通過總重超過4 4億噸。億噸。 海港碼頭海港碼頭 與寶鋼特鋼與寶鋼特鋼合作研制1500MPa56X1440mm超超強貝鋼大螺栓強貝鋼大螺栓，批量用于建香港9號碼頭 香港香港9號碼頭建設用貝氏體型號碼頭建設用貝氏體型1500MPa級大型螺栓級大型螺栓(561440mm;b: 1500MPa) 石油工業(yè)石油工業(yè) 油田用貝鋼抽油桿貝鋼抽油桿，年萬噸以上 煤炭、礦山煤炭、礦山及耐磨鑄鋼件及耐磨鑄鋼件大同礦務局大同礦務局產(chǎn)煤礦貝鋼耐磨件耐磨件，廣泛使用

13、，其中洗煤廠大型齒滾、齒板等替代并優(yōu)于進口產(chǎn)品 洗煤機用大型齒盤，代替美國進口件洗煤機用大型齒盤，代替美國進口件齒輥 工程機械工程機械 高強中厚貝鋼板用于工程機械，在不控軋控冷、高強中厚貝鋼板用于工程機械，在不控軋控冷、不專門熱處理及不添加貴重元素前提下性能不專門熱處理及不添加貴重元素前提下性能達到達到b b800MPa800MPa，0.20.2550MPa550MPa，5 514%14%，-20A-20AKV KV 27J27J，冷彎，冷彎d=2ad=2a，180180合格合格 與濟鋼合作研制成功與濟鋼合作研制成功JB800JB800中厚板中厚板貝氏體中厚鋼板性能貝氏體中厚鋼板性能(無熱處理

14、）無熱處理） 軍工企業(yè)軍工企業(yè) “九五九五”重點軍工項重點軍工項目海軍用海海7676貝鋼預貝鋼預制破片彈制破片彈已批量生產(chǎn) 。2004年10月由海軍軍工產(chǎn)品定型委員會組織完成了設計定型審查，2005年10月2008年海軍預計訂貨30000發(fā)，滿足海軍第一批裝備要求，預計總創(chuàng)產(chǎn)值2億元以上。 中碳貝氏體鋼制造的預制破片炮彈打靶（厚鋁板）及破片中碳貝氏體鋼制造的預制破片炮彈打靶（厚鋁板）及破片 中碳貝氏體鋼已用于制造某中碳貝氏體鋼已用于制造某類型先進武器的預制破片彈類型先進武器的預制破片彈彈體材料，破片性能優(yōu)，并彈體材料，破片性能優(yōu)，并節(jié)約多道工序節(jié)約多道工序 超強高硬無縫管超強高硬無縫管 與天津

15、無縫鋼管廠合作生產(chǎn)與天津無縫鋼管廠合作生產(chǎn)1600MPa1600MPa級級固體物料貝鋼輸送管，壽命為普通低固體物料貝鋼輸送管，壽命為普通低合金鋼管（合金鋼管（16Mn16Mn）3 3倍倍 1400MPa級貝氏體型高強耐磨鋼管級貝氏體型高強耐磨鋼管硬度硬度 HRC45， b 1500MPa， 5 12%1500MPa1500MPa貝氏體鋼管用于高層建筑的建設，貝氏體鋼管用于高層建筑的建設，傳輸混凝土，壽命是傳輸混凝土，壽命是16Mn16Mn鋼管的鋼管的3 3倍倍高強貝氏體鋼管裝在用于高層建筑的機械上高強貝氏體鋼管裝在用于高層建筑的機械上貝氏體高強鋼管應用于攀枝花尾礦輸送貝氏體高強鋼管應用于攀枝花

16、尾礦輸送 超高強建筑鋼筋超高強建筑鋼筋 與冶金建筑研究院國家建筑鋼材監(jiān)督檢測中心與冶金建筑研究院國家建筑鋼材監(jiān)督檢測中心及天津天鐵集團軋二制鋼有限公司合作，研及天津天鐵集團軋二制鋼有限公司合作，研制屈服強度為制屈服強度為930MPa的高強精軋螺紋鋼筋，的高強精軋螺紋鋼筋，已經(jīng)應用于已經(jīng)應用于鄭州黃河大橋、廣東九江大橋、鄭州黃河大橋、廣東九江大橋、廣西悟州潯江大橋、四川紫坪鋪水電站、廣廣西悟州潯江大橋、四川紫坪鋪水電站、廣東廣深沿江高速公路、貴州鎮(zhèn)勝高速東廣深沿江高速公路、貴州鎮(zhèn)勝高速等重要等重要建設工程，其性能要求為：建設工程，其性能要求為： 0.2 930MPa 5 6%現(xiàn)已升級到現(xiàn)已升級到

17、: 0.2 1080MPa 5 6%達到所要求性能，例如：規(guī)格規(guī)格 mm 0.2MPa bMPa 5%2597112701225971124493295713871032935130511在天鐵軋二廠生產(chǎn)在天鐵軋二廠生產(chǎn) 32mm、 28mm屈服強度屈服強度930MPa精軋螺紋鋼筋，精軋螺紋鋼筋，軋后無須熱處理性能達到軋后無須熱處理性能達到s1080s1080MPa，b b13201320 MPa，5 51010%。建設中的廣深沿江大橋九江大橋 離心鑄管及耐磨彎管 新型空冷貝氏體鋼抗磨離心鑄管及耐新型空冷貝氏體鋼抗磨離心鑄管及耐磨彎管，現(xiàn)已批量投放到電力、建材、礦磨彎管，現(xiàn)已批量投放到電力、建

18、材、礦山等市場。經(jīng)過多年的工業(yè)運行考驗證明：山等市場。經(jīng)過多年的工業(yè)運行考驗證明：其綜合技術性能和經(jīng)濟指標都顯著優(yōu)于同其綜合技術性能和經(jīng)濟指標都顯著優(yōu)于同類傳統(tǒng)產(chǎn)品，具有很強的竟爭力，是一個類傳統(tǒng)產(chǎn)品，具有很強的竟爭力，是一個用高新技術改造和提升傳統(tǒng)工業(yè)的優(yōu)秀項用高新技術改造和提升傳統(tǒng)工業(yè)的優(yōu)秀項目目 塑料模具鋼所研制的塑料模具鋼在太原鋼鐵公司工業(yè)試生產(chǎn)，其20250mm厚的模具鋼板空冷自硬，硬度達到30HRC，板個部分硬度差在3HRC之內(nèi)，強韌性優(yōu)異，成本低廉。與太鋼合作研制成功塑料模具鋼與太鋼合作研制成功塑料模具鋼,其特點為其特點為:軋后空冷硬化，免除淬火，厚軋后空冷硬化，免除淬火，厚25

19、020mm鋼板空冷后硬鋼板空冷后硬度可達度可達HRC30-36，板硬度分布均勻，板硬度分布均勻,硬度差硬度差3HRC3HRC。降低成本，與降低成本，與P20成分的成本比較降低約成分的成本比較降低約800元元/噸，比噸，比718鋼降約鋼降約2800元元/噸。噸。工藝裝備簡單，免除淬火及淬火裝備；工藝裝備簡單，免除淬火及淬火裝備；碳含量低，焊接性能優(yōu)良。碳含量低，焊接性能優(yōu)良。MnMn系貝氏體鋼的新一代系貝氏體鋼的新一代MnMn系水淬、油淬貝氏體鋼系水淬、油淬貝氏體鋼 Mn Mn系貝氏體鋼近期又得到重大發(fā)系貝氏體鋼近期又得到重大發(fā)展展新一代水淬及油淬貝氏體鋼新一代水淬及油淬貝氏體鋼系列，與系列，與MnMn系空冷貝氏體鋼相輔系空冷貝氏體鋼相輔相成，開創(chuàng)了貝氏體鋼研究及應相成，開創(chuàng)了貝氏體鋼研究及應用的全新局面?？捎糜冢河玫娜戮置??？捎糜冢?1 1、火車車軸鋼、火車車軸鋼 2 2、煤礦液壓支架、煤礦液壓支架 3 3、高強鋼板等。、高強鋼板等。Mn系水淬、油淬貝氏體鋼的優(yōu)點系水淬、油淬貝氏體鋼的優(yōu)點 強韌性優(yōu)良，韌性高強韌性優(yōu)良，韌性高; ; 屈強比合理，使用安全；屈強比合理，使用安