?記者 夏杰生
5月末，記者從中信微合金化技術(shù)中心（下文簡稱中心）了解到，2023年，中心持續(xù)踐行國家綠色低碳及高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略，組織了70余項研發(fā)和推廣合作項目，并不斷延伸產(chǎn)業(yè)鏈合作的廣度和深度，在鋼鐵材料、電池材料和納米晶磁性材料等多個領(lǐng)域中推進材料科學基礎(chǔ)研究，進行新材料開發(fā)與推廣應(yīng)用，取得顯著成績。在嚴峻的鋼鐵形勢下，2023年含鈮鋼產(chǎn)量仍實現(xiàn)新跨越，首次突破1億噸；鈮在電池和納米晶等新領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用和研究均取得新突破。
據(jù)中心主任郭愛民博士介紹：微Nb技術(shù)在國內(nèi)鋼廠常規(guī)H型鋼中的應(yīng)用規(guī)格及產(chǎn)量實現(xiàn)新突破，在建龍烏海和山西新泰等也已形成批量穩(wěn)定生產(chǎn)。在重型H型鋼方面，通過鈮微合金化改進工藝生產(chǎn)的翼緣厚度已經(jīng)擴大到115mm。在角鋼方面，以Nb、V復(fù)合路線開發(fā)的Q420級角鋼在唐山盛財已經(jīng)形成批量穩(wěn)定業(yè)生產(chǎn)。
在結(jié)構(gòu)板材領(lǐng)域，中心圍繞產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展以及鋼企數(shù)智會化轉(zhuǎn)型需求，推進構(gòu)建鈮技術(shù)支持的高質(zhì)量產(chǎn)品、高效穩(wěn)定生產(chǎn)、綠色低碳和全流程低成本的解決方案。2023年低Mn微Nb應(yīng)用生產(chǎn)突破600萬噸，用低錳技術(shù)解決低合金鋼性能、內(nèi)部質(zhì)量和整板/卷均勻性問題，有望成為普通鋼高質(zhì)量和高效率生產(chǎn)的廣普性解決方案。通過提升焊接疲勞性能并推動相關(guān)標準制訂，以解決Q420高強鋼在風電塔筒設(shè)計應(yīng)用的瓶頸，2023年其應(yīng)用突破48萬噸，同比增長270%。
圖為第四屆建筑橋梁結(jié)構(gòu)鋼及其應(yīng)用國際研討會現(xiàn)場
在汽車領(lǐng)域，中心在超級抗氫脆2000Mpa級鈮微合金化熱成形鋼取得新突破，性能遠超同級別鋼種。含鈮熱成形鋼年應(yīng)用量超過20萬噸。開發(fā)了700Mpa級別11.8mm含鈮機械脹形橋殼，替代14.0mm沖焊橋殼，實現(xiàn)減重15-20%，達到國際領(lǐng)先水平。開發(fā)的600Mpa級熱基鍍鋅鋼種延伸率大于20%，擴孔率大于95%，優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。鈮微合金化DH鋼大批量應(yīng)用，并首次開發(fā)330-450Mpa級UF汽車外面板用鋼，產(chǎn)品在多個主機廠實現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用。在加強平臺建設(shè)工作中，與中國汽研和北理工共同組建了“汽車鋼研究/應(yīng)用國際聯(lián)合實驗室”。新成形卡片為行業(yè)高強度沖壓剪切開裂問題提供了解決方案，牽頭的《汽車用先進高強鋼薄板和薄帶擴孔試驗方法》CSAE標準發(fā)布。
圖為參加 “第三屆汽車EVI及高強度鋼氫脆國際會議”全體代表的合影
在不銹鋼和特殊鋼領(lǐng)域，中心首次提出CrNbN對夾雜物的包裹技術(shù)，可顯著提升雙相不銹鋼的耐蝕性能， 相關(guān)成果在Nature Communication發(fā)表。應(yīng)用量再創(chuàng)新高。含鈮高溫滲碳用先進齒輪材料成功批量應(yīng)用于風電齒輪箱和汽車變速器，通過材料組織的細化和均勻化有效提升了齒輪的疲勞壽命。
在新能源電池領(lǐng)域，中心成功開發(fā)單晶高性能錳酸鋰，鈮在磷酸錳鐵鋰中研究開發(fā)和推廣鈮改性多晶NCM811全電池，其性能媲美單晶NCM811。鈮酸鈉在快充、長壽命、低溫友好的鋰存儲領(lǐng)域應(yīng)用研究取得新進展，相關(guān)成果在Advanced Science發(fā)展。
圖為參加2023（第六屆）鈮在電池中應(yīng)用國際研討會代表合影
在納米晶磁性材料領(lǐng)域，中心開發(fā)了高Bs納米晶合金B(yǎng) s=1.348T，矯頑力為0.736A/m，滿足了市場急需的低張力拉拔和寬量程互感器的需求。研制了磁導(dǎo)率在140-33000范圍的納米晶磁芯，可有效替代鐵氧體和磁粉芯，性能優(yōu)于含有Co、Ni的納米晶磁芯，具有顯著的成本和性能優(yōu)勢，達到國際領(lǐng)先水平。所開發(fā)產(chǎn)品已實現(xiàn)批量化工業(yè)應(yīng)用。
在有色金屬領(lǐng)域，中心開發(fā)的鋁鈮硼細化劑在鋁合金汽車零部件上首次實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。相關(guān)成果申請發(fā)明專利7項，其中PTC專利3項。
在光學玻璃領(lǐng)域，中心與用戶對光學玻璃生產(chǎn)工藝進行了調(diào)整，解決了高鈦含量氧化鈮在光學玻璃中應(yīng)用的技術(shù)障礙。
上述研發(fā)成果 ，再次證明：微合金化技術(shù)，是中國鋼鐵業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的助推器，有著光明的發(fā)展前景！
圖為全國產(chǎn)、學、研、用各單位共同研發(fā)、全球首發(fā)的含鈮Q500級高強鋼制做的風電示范塔（中信微合金化技術(shù)中心供圖）
圖為采用鈮氧化物作為負極材料的高倍率電池
