贝氏体钢主要应用北京交通大学

1、新型新型Mn-系贝氏体钢系贝氏体钢近期发展近期发展北京交通大学北京交通大学轨道交通金属材料研究所轨道交通金属材料研究所1 高强度及高韧性；高强度及高韧性； 2 优良的焊接性能；优良的焊接性能；3 简短的生产流程；简短的生产流程；4 低成本；低成本；5 节约能源；节约能源；6 易于生产用传统材料及工艺难以生产的易于生产用传统材料及工艺难以生产的 产品。产品。 新型新型MnMn系贝氏体钢具有以下特点系贝氏体钢具有以下特点: : 2020世纪世纪3030年代年代DevenportDevenport和和BainBain发现并研究贝发现并研究贝氏体氏体 组织；组织； IrvineIrvine和和Pick

2、eringPickering等人于等人于2020世纪世纪5050年代发明年代发明MoMo系及系及 Mo-BMo-B系列空冷贝氏体钢；系列空冷贝氏体钢； 上世纪上世纪7070年代初，清华大学年代初，清华大学方鸿生、郑燕康方鸿生、郑燕康等等发明有特色新型锰系空冷贝氏体钢发明有特色新型锰系空冷贝氏体钢，已形成体已形成体系，为国际二大类空冷贝钢之一系，为国际二大类空冷贝钢之一。 新型锰系空冷贝氏体钢新型锰系空冷贝氏体钢综合水平显著优于另一类（钼-硼系）贝钢，使我国在该领域处于国际领先水平，有自主知识产权自主知识产权，已产业化已产业化、成成效显著效显著 Mn的拖曳及类拖曳作用和的拖曳及类拖曳作用和Mn系

3、空冷贝氏体钢系空冷贝氏体钢 R R R R R R/ 注：注：R/=XMn(界面界面)/XMn(平均平均)由于由于Mn可忽略的局部可忽略的局部平衡平衡(NP-LE)， Mn于于600左右在左右在/ /界面界面显著富集；显著富集；MnMn的溶质拖曳及类拖的溶质拖曳及类拖曳作用阻碍了曳作用阻碍了/ 界面迁界面迁移；移；600600左右，在左右，在TTTTTT曲曲线上形成线上形成“海湾区海湾区”。 TTT 曲线及曲线及Mn元素的富集比与温度的关系元素的富集比与温度的关系曲线曲线 空冷贝氏体钢的强韧化途径及应用发展空冷贝氏体钢的强韧化途径及应用发展北京交通大学轨道交通金属材料研究所在长期的贝氏体北京交

4、通大学轨道交通金属材料研究所在长期的贝氏体相变、贝氏体钢研究以及贝氏体钢实践的基础上：相变、贝氏体钢研究以及贝氏体钢实践的基础上： 建立了不同类型贝氏体的组合及其强韧化途径：建立了不同类型贝氏体的组合及其强韧化途径： 创立了系列贝氏体钢：创立了系列贝氏体钢：一一 低碳粒状贝氏体钢低碳粒状贝氏体钢二二 低碳仿晶界型铁素体低碳仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相钢粒状贝氏体复相钢三三 无碳化物贝氏体无碳化物贝氏体/马氏体复相钢马氏体复相钢四四 超低碳贝氏体钢超低碳贝氏体钢五五 中碳及中高碳贝氏体中碳及中高碳贝氏体/马氏体复相钢马氏体复相钢六六 贝氏体铸钢贝氏体铸钢“新型空冷贝氏体钢系列及其应用新型空冷贝

5、氏体钢系列及其应用”是是国家级科技成果重点推广计划国家级科技成果重点推广计划，科技部在科技部在清华大学清华大学成立了成立了“贝氏体钢贝氏体钢研究及推广中心研究及推广中心”，新型贝氏体钢被，新型贝氏体钢被清华大学列为十个重点推广项目之一清华大学列为十个重点推广项目之一 。近年来，在完成国家近年来，在完成国家“973973”、“863863”项项目的同时，与大中型企业合作技术开目的同时，与大中型企业合作技术开发中，贝氏体钢得到更高速和更大范发中，贝氏体钢得到更高速和更大范围的发展。围的发展。下面列举几类产品的应用。下面列举几类产品的应用。一、贝氏体钢的产品应用一、贝氏体钢的产品应用 汽车工业汽车工

6、业 石油工业石油工业 铁路运输铁路运输 建筑工业建筑工业 煤炭及矿山煤炭及矿山 工程机械工程机械 超高强无缝钢管超高强无缝钢管 港口码头港口码头 耐磨铸钢等耐磨铸钢等 国防工业国防工业 汽车工业汽车工业 东风、江铃、一汽等公司分别在东风、江铃、一汽等公司分别在8 8、5 5、3 3、1.51.5吨汽车吨汽车用贝钢做前桥、转向节、弯直前桥、转向节、弯直臂臂等关键件关键件，装车数十万辆，属汽车业中成熟钢种；多年在攀钢、本溪、抚顺、唐攀钢、本溪、抚顺、唐山贝钢等钢厂山贝钢等钢厂生产汽车用贝钢 。 本发明钢与国内外汽车用非调质钢性能对比本发明钢与国内外汽车用非调质钢性能对比 当今国际上有两类非调质钢，

7、一类是作者发明的具有优良韧性的贝当今国际上有两类非调质钢，一类是作者发明的具有优良韧性的贝氏体型非调质钢，可以通过回火调整韧性。另一类是韧性较低的铁氏体型非调质钢，可以通过回火调整韧性。另一类是韧性较低的铁素体素体+ +珠光体非调质钢珠光体非调质钢，不能通过回火调整韧性。不能通过回火调整韧性。 铁路运输铁路运输 与宝鸡桥梁厂、上钢五厂与宝鸡桥梁厂、上钢五厂合作高速重载1500MPa超超强高韧可焊接空冷贝氏体钢铁路道岔强高韧可焊接空冷贝氏体钢铁路道岔在京广京沪线运行，寿命为高锰钢3倍；与北京铁路局、北京特冶公司、包头钢铁公司合作研制的全贝氏体钢重载道岔试用在世界上最繁忙的大秦铁路，运量已经超过4

8、亿吨，是高锰钢道岔的4倍；与包头钢铁公司合作研制出高强高韧重轨与包头钢铁公司合作研制出高强高韧重轨，用于辙叉、尖轨，并正在开发曲线弯道上的应用；与齐齐哈尔车辆厂合作研制新型车钩用铸造高强高韧贝氏体钢，目前取得重要进展。在石太线铺设的全贝氏体钢辙叉在石太线铺设的全贝氏体钢辙叉专家视察大秦线贝氏体钢辙叉专家视察大秦线贝氏体钢辙叉包头钢铁公司高强韧性贝氏体钢轨，轧后空冷包头钢铁公司高强韧性贝氏体钢轨，轧后空冷（无热处理）性能达到（无热处理）性能达到: : b1400MPa,0.21000MPa,512%, aku55J/cm2 固定型贝氏体钢组合辙叉及尖轨的研制固定型贝氏体钢组合辙叉及尖轨的研制是铁

9、是铁道部重点科研项目，经北京、沈阳、呼和浩特、道部重点科研项目，经北京、沈阳、呼和浩特、济南、上海、乌鲁木齐、西安、郑州、太原、兰济南、上海、乌鲁木齐、西安、郑州、太原、兰州等铁路局及广铁集团的京山线、京哈线、京广州等铁路局及广铁集团的京山线、京哈线、京广线、京沪线、陇海线、京包线、包兰线、南同蒲线、京沪线、陇海线、京包线、包兰线、南同蒲线等主要干线推广应用线等主要干线推广应用300300余组，。还在朔黄、京余组，。还在朔黄、京包线的重载万吨和大秦线两万吨列车运行线路上包线的重载万吨和大秦线两万吨列车运行线路上进行了大量使用；进行了大量使用； 已在全路推广应用的已在全路推广应用的BT15BT1

10、5贝氏体钢辙叉贝氏体钢辙叉30003000多组，多组，尖轨尖轨40004000余根，基本轨余根，基本轨40004000余根，使用寿命成倍余根，使用寿命成倍提高，深受用户欢迎；提高，深受用户欢迎； 如在朔黄重载线路小半径曲线铺设的如在朔黄重载线路小半径曲线铺设的BT15BT15贝氏体贝氏体钢钢75Kg/m75Kg/m钢轨在累计通过总重钢轨在累计通过总重2.22.2亿吨的运量情况亿吨的运量情况下下, ,比该段使用的比该段使用的U75vU75v淬火钢轨侧磨合从淬火钢轨侧磨合从2121毫米降毫米降低到低到1.21.2毫米；垂直磨耗从毫米；垂直磨耗从9 9毫米降低到毫米降低到0.60.6毫米。毫米。 B

11、T15BT15贝氏体贝氏体60Kg/m50-960Kg/m50-9尖轨和基本轨在朔尖轨和基本轨在朔黄线已使用了黄线已使用了2525个月，而普通尖轨使用寿命个月，而普通尖轨使用寿命3 3个月。个月。506506号尖轨在丰台站场现已使用号尖轨在丰台站场现已使用1818个个月，而普通尖轨仅用月，而普通尖轨仅用1515天。天。 BT15BT15贝氏体贝氏体60Kg/m12SC33060Kg/m12SC330型固定型组合辙型固定型组合辙叉，在丰沙运煤重载线路上已使用了叉，在丰沙运煤重载线路上已使用了4545个月个月，通过总重达，通过总重达5 5亿吨。亿吨。 在大秦运煤重载线路大同站使用在大秦运煤重载线路

12、大同站使用75Kg/m1275Kg/m12号号SC330SC330型固定型组合辙叉，已安全运行型固定型组合辙叉，已安全运行1313个个月，通过总重超过月，通过总重超过4 4亿吨。亿吨。 海港码头海港码头 与宝钢特钢与宝钢特钢合作研制1500MPa56X1440mm超超强贝钢大螺栓强贝钢大螺栓，批量用于建香港9号码头 香港香港9号码头建设用贝氏体型号码头建设用贝氏体型1500MPa级大型螺栓级大型螺栓(561440mm;b: 1500MPa) 石油工业石油工业 油田用贝钢抽油杆贝钢抽油杆，年万吨以上 煤炭、矿山煤炭、矿山及耐磨铸钢件及耐磨铸钢件大同矿务局大同矿务局产煤矿贝钢耐磨件耐磨件，广泛使用

13、，其中洗煤厂大型齿滚、齿板等替代并优于进口产品 洗煤机用大型齿盘，代替美国进口件洗煤机用大型齿盘，代替美国进口件齿辊 工程机械工程机械 高强中厚贝钢板用于工程机械，在不控轧控冷、高强中厚贝钢板用于工程机械，在不控轧控冷、不专门热处理及不添加贵重元素前提下性能不专门热处理及不添加贵重元素前提下性能达到达到b b800MPa800MPa，0.20.2550MPa550MPa，5 514%14%，-20A-20AKV KV 27J27J，冷弯，冷弯d=2ad=2a，180180合格合格 与济钢合作研制成功与济钢合作研制成功JB800JB800中厚板中厚板贝氏体中厚钢板性能贝氏体中厚钢板性能(无热处理

14、）无热处理） 军工企业军工企业 “九五九五”重点军工项重点军工项目海军用海海7676贝钢预贝钢预制破片弹制破片弹已批量生产 。2004年10月由海军军工产品定型委员会组织完成了设计定型审查，2005年10月2008年海军预计订货30000发，满足海军第一批装备要求，预计总创产值2亿元以上。 中碳贝氏体钢制造的预制破片炮弹打靶（厚铝板）及破片中碳贝氏体钢制造的预制破片炮弹打靶（厚铝板）及破片 中碳贝氏体钢已用于制造某中碳贝氏体钢已用于制造某类型先进武器的预制破片弹类型先进武器的预制破片弹弹体材料，破片性能优，并弹体材料，破片性能优，并节约多道工序节约多道工序 超强高硬无缝管超强高硬无缝管 与天津

15、无缝钢管厂合作生产与天津无缝钢管厂合作生产1600MPa1600MPa级级固体物料贝钢输送管，寿命为普通低固体物料贝钢输送管，寿命为普通低合金钢管（合金钢管（16Mn16Mn）3 3倍倍 1400MPa级贝氏体型高强耐磨钢管级贝氏体型高强耐磨钢管硬度硬度 HRC45， b 1500MPa， 5 12%1500MPa1500MPa贝氏体钢管用于高层建筑的建设，贝氏体钢管用于高层建筑的建设，传输混凝土，寿命是传输混凝土，寿命是16Mn16Mn钢管的钢管的3 3倍倍高强贝氏体钢管装在用于高层建筑的机械上高强贝氏体钢管装在用于高层建筑的机械上贝氏体高强钢管应用于攀枝花尾矿输送贝氏体高强钢管应用于攀枝花

16、尾矿输送 超高强建筑钢筋超高强建筑钢筋 与冶金建筑研究院国家建筑钢材监督检测中心与冶金建筑研究院国家建筑钢材监督检测中心及天津天铁集团轧二制钢有限公司合作，研及天津天铁集团轧二制钢有限公司合作，研制屈服强度为制屈服强度为930MPa的高强精轧螺纹钢筋，的高强精轧螺纹钢筋，已经应用于已经应用于郑州黄河大桥、广东九江大桥、郑州黄河大桥、广东九江大桥、广西悟州浔江大桥、四川紫坪铺水电站、广广西悟州浔江大桥、四川紫坪铺水电站、广东广深沿江高速公路、贵州镇胜高速东广深沿江高速公路、贵州镇胜高速等重要等重要建设工程，其性能要求为：建设工程，其性能要求为： 0.2 930MPa 5 6%现已升级到现已升级到

17、: 0.2 1080MPa 5 6%达到所要求性能，例如：规格规格 mm 0.2MPa bMPa 5%2597112701225971124493295713871032935130511在天铁轧二厂生产在天铁轧二厂生产 32mm、 28mm屈服强度屈服强度930MPa精轧螺纹钢筋，精轧螺纹钢筋，轧后无须热处理性能达到轧后无须热处理性能达到s1080s1080MPa，b b13201320 MPa，5 51010%。建设中的广深沿江大桥九江大桥 离心铸管及耐磨弯管 新型空冷贝氏体钢抗磨离心铸管及耐新型空冷贝氏体钢抗磨离心铸管及耐磨弯管，现已批量投放到电力、建材、矿磨弯管，现已批量投放到电力、建

18、材、矿山等市场。经过多年的工业运行考验证明：山等市场。经过多年的工业运行考验证明：其综合技术性能和经济指标都显著优于同其综合技术性能和经济指标都显著优于同类传统产品，具有很强的竟争力，是一个类传统产品，具有很强的竟争力，是一个用高新技术改造和提升传统工业的优秀项用高新技术改造和提升传统工业的优秀项目目 塑料模具钢所研制的塑料模具钢在太原钢铁公司工业试生产，其20250mm厚的模具钢板空冷自硬，硬度达到30HRC，板个部分硬度差在3HRC之内，强韧性优异，成本低廉。与太钢合作研制成功塑料模具钢与太钢合作研制成功塑料模具钢,其特点为其特点为:轧后空冷硬化，免除淬火，厚轧后空冷硬化，免除淬火，厚25

19、020mm钢板空冷后硬钢板空冷后硬度可达度可达HRC30-36，板硬度分布均匀，板硬度分布均匀,硬度差硬度差3HRC3HRC。降低成本，与降低成本，与P20成分的成本比较降低约成分的成本比较降低约800元元/吨，比吨，比718钢降约钢降约2800元元/吨。吨。工艺装备简单，免除淬火及淬火装备；工艺装备简单，免除淬火及淬火装备；碳含量低，焊接性能优良。碳含量低，焊接性能优良。MnMn系贝氏体钢的新一代系贝氏体钢的新一代MnMn系水淬、油淬贝氏体钢系水淬、油淬贝氏体钢 Mn Mn系贝氏体钢近期又得到重大发系贝氏体钢近期又得到重大发展展新一代水淬及油淬贝氏体钢新一代水淬及油淬贝氏体钢系列，与系列，与MnMn系空冷贝氏体钢相辅系空冷贝氏体钢相辅相成，开创了贝氏体钢研究及应相成，开创了贝氏体钢研究及应用的全新局面。可用于：用的全新局面。可用于： 1 1、火车车轴钢、火车车轴钢 2 2、煤矿液压支架、煤矿液压支架 3 3、高强钢板等。、高强钢板等。Mn系水淬、油淬贝氏体钢的优点系水淬、油淬贝氏体钢的优点 强韧性优良，韧性高强韧性优良，韧性高; ; 屈强比合理，使用安全；屈强比合理，使用安