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宏正新材料
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研發(fā)中心
泰州工程材料研究院經(jīng)泰州市科學(xué)技術(shù)局批準(zhǔn)，于2014年5月22日成立于江蘇宏大特種鋼機械廠有限公司。整個研究院建設(shè)總投入1510萬元，擬建辦公和研發(fā)試驗場所1200平方米，新增儀器設(shè)備27 臺套。
該研究院是以江蘇宏大特種鋼機械廠有限公司為依托單位，在該公司現(xiàn)有發(fā)展球團裝備的基礎(chǔ)上，主要進行納米強化超高強度鋼的研發(fā)。研究院集合了美國工程院院士、中國工程院外籍院士劉錦川、香港城市大學(xué)、南京理工大學(xué)、西北大學(xué)、北京科技大學(xué)、江蘇大學(xué)等科研院所材料界精英，力求打造為泰州、江蘇、中國乃至世界新材料研發(fā)、創(chuàng)新的高地。
劉錦川院士納米鋼項目
劉錦川院士
1960年獲臺灣大學(xué)機械工程學(xué)士學(xué)位，1964年和1967年獲美國布朗大學(xué)材料科學(xué)與工程碩士和博士學(xué)位。畢業(yè)后一直在美國橡樹嶺國家研究院工作，先后擔(dān)任金屬與陶瓷部主任、設(shè)計組組長、高級研究員?，F(xiàn)為美國工程院院士、中國工程院外籍院士。香港城市大學(xué)全職教授。他致力于研究先進材料，涉及的領(lǐng)域涵蓋金屬、合金、金屬間化合物的物理冶金和力學(xué)行為；高溫結(jié)構(gòu)材料、貴金屬、形狀記憶合金、儲氫材料的合金設(shè)計；金屬基復(fù)合材料；環(huán)境對金屬與合金材料的延性和斷裂行為影響；先進材料加工等。他在以上領(lǐng)域均作出具有世界影響的成就，獲專利28項，編寫專著20部，發(fā)表論文300余篇。1988年獲美國能源部頒發(fā)的美國總統(tǒng)獎。其他獎勵包括ActalMetallurgical金獎等，被ISI收錄為材料科學(xué)領(lǐng)域具有影響力的科學(xué)家之一。2006年國慶前夕，劉錦川院士榮膺中國政府為他頒發(fā)的“友誼獎”獎?wù)隆?/span>
項目引進
2012年入選“南京創(chuàng)業(yè)人才321計劃”重點項目
專利
工藝原理
納米鋼研發(fā)團隊由美國工程院院士、中國工程院外籍專家院士劉錦川帶領(lǐng)，聯(lián)合香港城市大學(xué)、南京理工大學(xué)等科研院校，開發(fā)出一系列納米技術(shù)相關(guān)的新型材料類產(chǎn)品。該系列納米鋼材料技術(shù)已完成工廠化實驗，南京理工大學(xué)25kg真空感應(yīng)熔煉爐和宏大特鋼公司100kg感應(yīng)熔煉爐熔煉條件下，拉伸強度均超過1200Mpa，延伸率大于10%，與香港城市大學(xué)實驗室數(shù)據(jù)相符。本新型納米鋼用鐵素體組織作為基體，通過添加適量的金屬間化合物形成元素，在適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囅?，在鐵素體基體上析出大量納米金屬間化合物，發(fā)揮析出強化作用，明顯提高鋼的強度。另外還添加了納米團簇形成元素，碳化物形成元素和微量碳元素，形成一定量納米團簇和少量納米碳化物，從而以納米金屬間化合物強化為主，結(jié)合納米團簇和納米碳化物復(fù)合強化，多種納米析出相共同作用產(chǎn)生大限度的強化效果，制成低碳且綜合性能優(yōu)異的納米金屬間化合物強化的超高強度鐵素體鋼。該系列技術(shù)有很強的技術(shù)壁壘及超前性，目前國內(nèi)其他科研機構(gòu)只處于理論或?qū)嶒炇倚≡嚪秶?/span>
材料特性
與現(xiàn)有其他納米鋼或傳統(tǒng)超高強度鋼相比，本產(chǎn)品本具有以下特征：
1、綜合性能優(yōu)良。 低碳保證了鋼的焊接性、韌性等綜合性能。通過合理控制含碳量，利用新型納米析出相替碳化物強化相對超高強度鋼進行強化，并在不影響綜合性能的前提下，有效發(fā)揮微量碳化物的積極強化作用。
2、工藝優(yōu)化。鐵素體鋼韌性良好，服了馬氏體鋼快冷要求對材料尺寸的限制，特別是可采用連鑄連軋工藝生產(chǎn)，能夠節(jié)約能源、優(yōu)化工藝。
3、降低成本。 與傳統(tǒng)超高強度鋼采用馬氏體基體相比，在鐵素體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上利用新型納米析出相強化機制開發(fā)新型超高強度鋼具有極大的成本優(yōu)勢。
生產(chǎn)工藝
根據(jù)不同的產(chǎn)品，可于電弧爐、轉(zhuǎn)爐、感應(yīng)爐中進行冶煉，然后可采用連鑄方式生產(chǎn)鑄坯或采用模鑄方式生產(chǎn)鑄錠，鑄坯或鑄錠具有良好的冷、熱加工性能。接著可進行冷軋、溫軋或者在800～1300℃范圍內(nèi)進行鍛造或熱軋，經(jīng)軋制或鍛造后將板材在800～ 1300℃范圍內(nèi)進行固溶處理，處理時間為 0.1 ～ 3 小時，隨后冷卻，冷卻方式可為空冷、風(fēng)冷、油淬或水淬，可冷卻至室溫或直接冷卻至?xí)r效溫度進行時效處理，時效處理在 400 ～ 600℃范圍內(nèi)進行，處理時間為 0.1 ～ 20 小時，隨后冷卻，冷卻方式同樣可為空冷、風(fēng)冷、油淬或水淬，得到成品。
項目進展
宏大特鋼與劉錦川院士簽署合作協(xié)議
宏大特鋼與香港城市大學(xué)簽署納米鋼材料技術(shù)獨占許可協(xié)議
中試
2014年5月15日，真空中頻感應(yīng)爐熔煉10kg鑄錠
2015年8月20日，真空中頻感應(yīng)爐熔煉180kg鑄錠
2015年8月27日，熱鍛至120mm×120mm×1580mm
2016年4月21日，真空中頻感應(yīng)爐熔煉300kg鑄錠
2016年4月24日，熱軋至12.7mm厚板
2016年4月26日，冷拉拔至10mm厚板
冷彎
矯直
2016年4月28日，納米鋼板冷彎和矯值。納米鋼板塑性高，冷加工變形性能優(yōu)異
沖擊及拉伸試樣
2016年7月13日，等離子氬弧焊實驗。納米鋼板焊接性能優(yōu)異，焊后無裂紋，焊縫處經(jīng)退火處理后硬度與基體相當(dāng)
應(yīng)用領(lǐng)域
新型納米鋼以金屬間化合物納米團簇強化為主，并結(jié)合納米碳化物細晶強化、其他固溶合金元素固溶強化以及位錯強化等多種方式實現(xiàn)復(fù)合強化，從而獲得拉伸強度在1200MPa以上，延伸率大于10%的強韌性匹配的性能，并具有優(yōu)良的焊接性、耐腐蝕性且成本低，可廣泛應(yīng)用于汽車、艦船、橋梁、管線、能源、電站、海洋工程、建筑結(jié)構(gòu)、壓力容器、工程機械、集裝箱及國防裝備等領(lǐng)域。
市場調(diào)研報告
另外基于納米技術(shù)主要是對材料及工藝（上述工藝的實施方式僅僅是示范性的，可在規(guī)定范圍內(nèi)作出各種其他替換、改變和改進。因而，本技術(shù)產(chǎn)品不限于上述特定客戶，而僅由權(quán)利要求限定），小范圍的材料及工藝變動即可應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，對于汽車、橋梁、管線、能源、電站、海洋工程、建筑結(jié)構(gòu)、壓力容器、工程機械、集裝箱等不同的需求客戶提供不同的產(chǎn)品。其中，汽車工業(yè)將可能成為未來納米鋼增速迅速的市場發(fā)展方向，基于國家汽車產(chǎn)業(yè)的減重規(guī)劃，高強度，低重量的納米鋼將有可能替代傳統(tǒng)車身鍛造，僅僅這部分，既有千億級別產(chǎn)值。
項目公司在已經(jīng)建成的泰州市工程結(jié)構(gòu)研究院基礎(chǔ)上將建立院士工作站和博士后流動站，繼續(xù)強化科研工作。目前超高強鋼（其中拉伸強度在 1400 ～ 2000MPa）研究已經(jīng)取得了初步的成果。未來二代鋼目標(biāo)客戶為應(yīng)用于火箭發(fā)動機體、起落架、防護鋼板等對性能有特要求的領(lǐng)域，機械制造、車輛和其它軍用民用裝備。
特別對于超高強度建筑結(jié)構(gòu)鋼，從節(jié)能、環(huán)保的社會發(fā)展要求來看，鋼結(jié)構(gòu)作為超高層建筑的主體結(jié)構(gòu)，取代鋼筋混凝土將是社會發(fā)展的必然。目前惟一掣肘了這一進程的就是鋼性能的缺陷達不到超高層建筑的設(shè)計要求。二代納米鋼針對這一市場有前瞻性布局，未來空間廣闊。
合作洽談
2016年4月2日沙鋼集團董事局主席沈文榮一行訪問項目公司，考察洽談納米鋼項目。
2016年10月劉錦川院士應(yīng)邀訪問南鋼，洽談納米鋼項目產(chǎn)業(yè)化合作事宜。2017年4月10日，南鋼董事長黃一新一行回訪項目公司，考察調(diào)研納米鋼中試成果。
值此創(chuàng)新驅(qū)動中國特色社會主義新時代，納米鋼將助力我國從鋼鐵大國向鋼鐵強國的轉(zhuǎn)變，因其連鑄連軋的生產(chǎn)工藝可迅速形成百億、千億的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。超高的強度、可焊性、優(yōu)良的塑韌性及耐腐蝕性使其在國防、海洋工程、航空航天、高鐵汽車、建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域具有廣泛用途，擁有十分重大的戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟前景。希望在有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部門的協(xié)助支持下，盡快實現(xiàn)納米鋼項目的產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)劉錦川院士產(chǎn)業(yè)報國、感恩桑梓的夙愿。值此創(chuàng)新驅(qū)動中國特色社會主義新時代，納米鋼將助力我國從鋼鐵大國向鋼鐵強國的轉(zhuǎn)變，因其連鑄連軋的生產(chǎn)工藝可迅速形成百億、千億的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。超高的強度、可焊性、優(yōu)良的塑韌性及耐腐蝕性使其在國防、海洋工程、航空航天、高鐵汽車、建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域具有廣泛用途，擁有十分重大的戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟前景。
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