“高性能耐候桥梁钢关键技术开发及应用” 科技成果评价会在北京召开

2021年10月28日，中国金属学会采用线下与线上相结合的方式在北京组织召开了由湖南华菱湘潭钢铁有限公司、东北大学合作完成的“高性能耐候桥梁钢关键技术开发及应用”项目科技成果评价会。

据工业发达国家统计，每年因钢结构腐蚀所造成的经济损失占GDP的2%_~4%，全世界达数万亿美元，其中由大气腐蚀造成的损失约占50%。在桥梁领域，金属材料腐蚀问题也是亟待解决的问题。随着我国经济的快速发展，跨江、跨海、跨山等桥梁建设的需求日益增加。从轻量化设计、安全可靠性、低维护成本及使用寿命等方面考虑，具有高强韧、低屈强比、易焊接、抗断裂以及耐大气腐蚀的高性能耐候桥梁钢已成为当今桥梁结构用钢的主要发展方向。

据研究，钢桥涂装费用占建设费用的5%_~15%，采用免涂装耐候钢桥梁可以显著降低建设成本。我国建成的耐候钢桥梁中免涂装所占的比例并不高，采用高强度耐候钢建造的桥梁则更少，相关研究不足，抗腐蚀性能、断裂性能等问题急需研究和解决。由于我国大气环境与美国、日本存在差异，特别是沿海地区的海洋大气环境中Cl^_含量较高，有的与SO₂共存，属于典型的工业海洋大气环境。但现有美国和日本的高性能耐候桥梁钢都是分别基于耐大气腐蚀性指数I（主要针对工业大气）和耐候性合金指数V（主要针对海洋大气）两个不同的评价指标，采用了较多和较高的合金，Si、Cr、Cu、Ni合金含量越高，耐工业大气腐蚀性能越高，高Ni、较多Mo、Ti等，耐海洋大气腐蚀性能较好。然而合金元素含量高不仅增加合金成本和冶炼难度，而且影响钢的焊接性。如何进行合理的成分设计以实现较低合金下桥梁钢耐候性能和效益更优是项目研究单位着重研究和解决的问题。

针对上述问题，湖南华菱湘潭钢铁有限公司与东北大学近十年来长期系统地开展了高性能耐候桥梁钢的研究，研究了耐候桥梁钢中Ni、Cr、Mo、Ca等合金元素的耐腐蚀机理、连铸坯生产及轧制与热处理过程组织及性能调控工艺、表面氧化铁皮控制技术和高精度板形控制技术等，成功开发出Q345qNH~Q690qNH系列耐候桥梁钢板，解决了工业海洋大气环境下耐腐蚀性不足、抗断裂性能低、板形不良等难题，满足了我国桥梁工程的需求。

评价委员会审阅了评价材料，听取了汇报，经质疑和认真讨论，认为该项技术成果整体技术达到了国际先进水平，其中耐候桥梁钢板的厚规格、高平直度制造技术达到国际领先水平。主要创新点如下：

1. 开发出了C-Ni-Cr-Mo-Ca系Q345qNH~Q690qNH工业海洋大气环境服役高性能耐候桥梁钢：耐大气腐蚀性指数I≥6.2~8.0、耐候性合金指数V=1.1~1.5、焊接冷裂纹敏感性系数Pcm≤0.25%；

2.  开发出了基于组织细晶均匀化的加热与控轧工艺、以及正火-快速冷却-回火热处理新工艺，实现了Q370qDNH级别140mm厚、Q420qDNH级别85mm厚、Q500qDNH级别70mm厚钢板的批量工程化应用；

3.  开发形成了基于铸坯角部高温组织循环相变晶粒超细化控冷与铸机末端超强淬火协同控制工艺与装备技术，实现了耐候钢板坯表面组织高塑化无缺陷热送轧制；

4.  开发形成了连铸坯表面涂料技术、抛丸-正火-快速冷却-回火的表面氧化层完整均匀性技术、以及锈层稳定化控制等桥梁钢耐腐蚀集成技术，实现大批量工程应用；

5.  开发出了针对宽薄板的轧制板形控制技术和NCC热处理板形控制技术，实现Q500qDNH级别厚度12mm宽度3900 mm耐候桥梁钢板不平度≤2mm/m。

该成果获得授权发明专利20项、发表论文42篇、参与修订国家标准1项，Q345qNH~Q500qNH系列耐候桥梁钢板在福建洪塘大桥等重大桥梁工程应用，供货量达到24万吨，Q690qDNH具备供货能力。