在全球積極應對節(jié)能降耗和碳排放挑戰(zhàn)的大背景下，輕量化已成為金屬材料發(fā)展的重要趨勢。近日，由酒鋼宏興股份鋼鐵研究院不銹鋼研究所立項研發(fā)的高鋁輕量化不銹鋼新材料，在技術中心新材料研發(fā)中試基地成功軋制，意味著酒鋼在高鋁輕量化不銹鋼工藝技術及產(chǎn)品研究方面取得了突破。
不銹鋼材料是工業(yè)領域的關鍵基礎材料，傳統(tǒng)不銹鋼比重大、成本高，在部分領域應用受限，面臨著既要保持優(yōu)異性能又要滿足輕量化需求的雙重挑戰(zhàn)。高鋁輕量化不銹鋼作為一種新型材料，通過在鋼中添加適量鋁元素，能夠?qū)崿F(xiàn)比重降低與性能提升。當鋁含量達到10wt%左右時，鋼材比重可降低15%，同時形成致密的Al?O?氧化膜，從而提高材料的高溫抗氧化性和耐蝕性。
高鋁輕量化不銹鋼在汽車、航空航天、高速列車等領域的應用，可有效降低能源消耗，提升能源使用效率，大幅降低碳排放，助力實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標。
據(jù)了解，目前國內(nèi)外已開展這種材料的相關研究和試生產(chǎn)，但由于鋼中第二相化合物復雜多樣，組織控制難度大，高鋁輕量化不銹鋼的大規(guī)模應用仍面臨諸多挑戰(zhàn)。盡管如此，酒鋼研發(fā)人員毅然投身高鋁輕量化不銹鋼研發(fā)領域，決心攻克這一技術難題。
精準的成分設計是高鋁輕量化不銹鋼試制成功的關鍵。“高鋁輕量化不銹鋼的鋁含量超過10wt%會導致大量粗化的硬質(zhì)脆相к-碳化物的形成，使高鋁鋼延展性下降，而且熱軋過程中容易造成鋼板開裂?！睘榻鉀Q這一難題，酒鋼研發(fā)人員深入研究國內(nèi)外相關技術，結合酒鋼生產(chǎn)設備和工藝特點進行多次試驗與探索，從合金成分的精準配比入手，在確保鋁含量維持在高水平能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化目標的同時，對碳、錳、鉻等元素的含量進行精細調(diào)整，嘗試找到一種微妙的平衡，抑制有害相的形成，保證材料的強度、加工性能和耐蝕性。
不僅如此，研發(fā)人員對不同熱處理狀態(tài)進行研究，確定了最佳的熱處理溫度、時間和冷卻方式。在熱處理過程中，精確控制加熱速度和冷卻速度，成功實現(xiàn)對材料微觀組織的精準調(diào)控，使材料在保持高強度的同時，具備良好的韌性和塑性，滿足了實際應用需求。
經(jīng)過不懈探索和努力，研發(fā)人員最終成功克服了高鋁輕量化不銹鋼熱軋過程中鋼板開裂的問題，實現(xiàn)成功試制。經(jīng)相關性能檢測，相比常見的304不銹鋼和430不銹鋼，高鋁輕量化不銹鋼在密度上顯著降低，實現(xiàn)了輕量化目標，而且綜合性能表現(xiàn)更加優(yōu)異。
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