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新一代蔬菜大棚管的结构组织特征

作者:天津鑫鸿晟钢管有限公司 浏览: 发表时间:2019-12-30 16:45:53

        新一代蔬菜大棚管材料系指具有组成单元超细晶、化学成分(杂质)高洁净度、显微组织高均匀性的组织、成分和结构特征,以及高强度高韧性的力学性能特征的新一代钢铁材料。即在环境性、资源性和经济性的约束下,采用先进制造技术生产具有高洁净度、高均匀度、超细晶粒特征的钢材,强度和韧度比传统钢材提高,钢材使用寿命增加,满足21世纪***经济和社会发展的需求。新一代钢铁材料,亦称超级钢,或称超细晶粒钢等。1995年日本发生大地震,当地钢铁建筑毁于一旦,引发日本学界对钢铁材料重要性的思考。为适应未来发展,很多学者提出要开发更坚固的钢铁材料,这就是研发“超级钢”的起源。日本钢铁界和***金属研究院经过1995~1996两年的调研,在日本科技厅支持下于1997年4月正式启动了“超级钢材料***研究计划”,目标是在10年内开发出把钢的“实际使用强度提高1倍,结构的寿命提高1倍降低总成本,降低对环境的污染度”的超级钢,用于道路、桥梁、高层建筑等基础设施建材的更新换代。此举措被认为是对世界上最重要的工程结构材料——钢铁的再认识,是“第二次铁器时代”来临的前期征兆,吹响了“向钢铁进军”的新号角。在日本超级钢项目的影响下,1998韩国启动了“21世纪高性能结构钢发展”的10年***计划。2001年欧盟启动了“超级晶粒钢开发”计划。2002年美国在钢铁研究指南中公布了两个新一代钢铁材料开发项目。我国钢产量自1996年以来一直稳居世界***,但在蔬菜大棚管品种质量方面与世界先进水平仍有很大差距,沿用了几十年的钢种体系急需更新换代。1998年在***重点基础研究发展规划项目“973计划中启动了“新一代钢铁材料的重大基础研究”项目,并将超级钢思路发展成“超细晶粒钢”。

        该课题的目标是在生产成本基本不增加的前提下将现有碳素钢、低合金结构钢和合金结构钢的强度目标提高1倍,即分别达到400MPa、800MPa和1500MPa,并满足韧性和各种使用性能要求。超级钢(新一代钢铁材料)的深入研究和应用开发正成为21世纪钢铁材料界的历史使命。到2001年后,全球范围的新一代钢铁结构材料研发工作已蓬勃展开,陆续取得了阶段性成果和成效(如开发出原型钢、进行中试等)。我国研究工作的主要目标是在保证有良好塑韧性基础上大幅度提高钢材强度,其技术思路是以细化钢材的晶粒和组织为核心,同时提高钢的洁净度,并改善钢的均匀性。在理论研究基础上,把钢的强度提高1倍。此外还须满足:生产成本不增加或增加不多;塑韧性基本不下降以保证符合生产、应用要求。即做到低成本和高性能的统把传统材料改造、提升为低成本高性能的新型材料。其优越性是节约资源、能源,降低生产成本,改善蔬菜大棚管的可循环使用性,利于可持续发展。近几年,国内外的新一代钢铁材料项目主要以高强度化与长寿命化为研究主题,以800MPa高强度钢、1500MPa级超高强度钢、耐热钢和耐蚀钢为研究对象。洁净度是指钢材允许的杂质含量和夹杂物形态能满足使用要求由于钢的强度翻番,材料在使用时承受更大应力,使裂纹形成和扩展的敏感性增加。

        新型材料应具有更高的洁净度,但并非洁净度越高越好,而是达到能满足使用要求所需洁净度,称为“经济洁净度”。钢中S、P、O、H、N等杂质元素的总含量应<0008%;另外是严格控制钢中夹杂物的数量、成分、尺寸、形态和分布。高均匀性系指钢中化学成分、组织和性能的高度均匀。要尽可能地减少钢在凝固过程中的偏析和争取获得全等轴晶粒。钢液凝固过程中,由于传热规律造成顺序凝固,带来低熔点元素的宏观偏析,形成了难以克服的中心偏析。为改善钢的均匀性,在凝固过程中应尽可能阻止柱状晶的发展,目标是在性能要求高的钢的铸坯中争取基本为全等轴晶。在杂质总量不变情况下,提高均匀性相当于提高洁净度。其中核心技术是超细晶。钢的理论强度可高于8000MPa,而现在大量应用的碳素钢的强度仅200MPa,低合金钢只有400MPa,合金结构钢也只有800MPa。因此在已有科研成果基础上,进一步探索提高钢材强度和使用寿命的规律,把钢材强度成倍提高,在技术上是可行的。在钢的化学成分工艺组织-性能的关系中,强调了组织的主导地位,即其超细的微观组织表现出优异的综合性能。


  

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