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工程材料研究所

2014-12-17 14:28:39

 钢铁材料具有生产规模大、综合性能好、易加工、使用方便、性价比好和便于回收等优点。在可以预见的未来年代里,钢铁仍将是占主导的未得工程结构材料。我国虽已是钢铁大国,但远不是钢铁强国,在钢的质量、品种方面与国际先进水平有较大差距,制约了石油、煤炭、化工、电力、交通等国民经济关键行业的持续发展。
    近几十年来,围绕着如何提高钢的强度和韧性这一永恒的研究主题,国内外开展了大量的理论研究,所取得的研究成果指导了现代钢铁材料的发展。
    我校在金属材料研究领域具有显著的实力。在钢的强韧化、强韧性合理匹配及高强度、超高强度钢的研究与应用方面有一批重要的成果。我们在低碳马氏体方面的研究成果曾获国家科技进步一等奖,钢的强韧性匹配理论成果获国家自认科学三等奖。近期承担了973“超级钢”项目的部分任务。
    队伍情况:教师10人,其中中国工程院院士1人,教授5人,副教授2人。在读研究生15人,其中博士生8人。
    主要研究方向及特色
    大截面高韧性超高强度钢的研究
    我校早期完成的低碳马氏体科研成果,对提高钢的使用强度水平、减轻机械产品重量、延长使用寿命发挥里重大作用。但这种钢淬透性较低,不能用于截面较大的零部件。此外,塑性、韧性还不够理想,不是一用更苛刻的工况条件。我们计划在原有的低碳马氏体钢的基础上,通过调整、优化合金元素,提高港的淬透性,是直径150mm的零部件心部得到80%以上的马氏体;细化晶粒,争取达到3-5μm,使之在提高强度的同时提高韧性;提高钢的纯净度,进一步提高钢的塑性和韧性。此外,合金设计和加工工艺上须考虑沉淀强化、固熔强化、位错与亚结构强化等手段。第一阶段(2005)年前钢的强度水平争取达到1500MPa,-20℃的夏比冲击攻争取达到100J以上。这项科研工作有我校与大冶钢厂、宝鸡石油机械制造公司合作完成。
    耐磨料磨损金属材料研究
    在我校获国家发明奖和发明专利的高铬铁的基础上,进一步改性,提高寿命,降低成本。
    高强度高韧性管线钢的研究
    目前,国外天然气高压输送采用高钢级钢管呈强劲发展趋势。上世纪60年代一般采用X52钢级,70年代普遍采用X60-X65钢级,今年以X70为主,X80也已开始使用。日本、北美和欧洲已经完成X100的研制,并已完成X120的试验室研究,并启动了X140钢级的研制(X后的数字是最低屈服强度,Kpsi)
    我国正在建设的举世瞩目的“西气东输”工程使用了我国自主研制的X70钢级管线钢,缩小了与国外的差距。X70管线钢是由宝钢、中油集团管材研究所、宝鸡钢管厂等单位共同完成的,我校参与的部分工作。在此基础上,拟充分发挥斡我校的优势继续与上述单位合作,参与X80及更高钢级管线钢的研究与开发。包括研究开发适用于地震多发地区和地质灾害地区的大变形管线钢及寒冷地区裸露使用的地位管线钢等。
    严酷工况条件下耐蚀钢铁材料的研究
    我国西部地区的天然气储量占全国70%左右。新疆、青海和陕甘宁是我国石油工业的战略接续地区。陕北是我国重要的能源和重化工基地。为了加速研究与生产的结合,我们计划在进行上述科研工作的基础上与西部油气田、煤矿、石化企业和相关装备、管材和钢铁企业、科研机构密切结合,开展一系列应用研究,主要内容为:
    1. 超深井钻井设备关键钢铁材料的研究与应用;
    2. 提高油田和煤矿设备耐磨性能的研究;
    3. 石油井架、海洋钻井平台、高压输电铁塔等金属结构用高强度H型和方、矩形钢管的研究开发;
    4. 油田和石化工艺流程等严酷工况条件下设备和管材防护措施的研究。


所   长:韩   勇 电话:029-82668695
副所长:赵文轸 电话:029-82665183
西安交通大学材料科学院工程学院
邮编: 710049
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