[00725719]大块纳米贝氏体钢制造技术及在关键零部件中的应用

该项发明技术属于材料科学与工程领域。高速重载铁路是当今中国一号重大工程，其速度令世人叹服，然而其安全令世人瞩目。该项目是关于项目组首创的大块纳米结构贝氏体钢及其制造技术，以及用它制造的髙速重载铁路两个重要关鍵零部件-改变列车运行方向的辙叉和保证列车运行平稳的轴承的关键技术，也就是保障髙速重载铁路安全可靠的关键零部件用材料及其成套制造技术；还有用它制造的超高强度耐磨钢板的关键技术。项目组历时十年，取得如下技术发明成果。技术发明点1:制造大块纳米结构材料一直是材料学界追求的目标和梦想，项目组首创发明系列大块纳米贝氏体合金钢及其制造技术，利用铝促进贝氏体相变、利用铝硅和碳-空位纳米团簇阻碍贝氏体长大，通过低温连续贝氏体相变或形变过冷奥氏体低温贝氏体相变获得纳米组织，建立了大块纳米结构贝氏体钢化学成分设计和微结构调控理论这类钢有高断裂韧性、高强塑性、耐磨损、抗疲劳，综合力学性能达到其成本20倍的马氏体时效钢水平，技术达到国际领先。它已用于制造辙叉、轴承和耐磨钢板等关键零部件，还可用于制造齿轮、轴类和螺栓等关键零部件。技术发明点2:高速重载铁路安全关乎国家发展战略，其最关键的零部件-贝氏体钢辙叉寿命短且离散，有突发脆断危险，威胁铁路安全。这个问题多年没有解决，该发明应用前，只有靠约10万铁路线路人员花费70%的工作时间来维护以确保安全。率先发明高可靠纳米贝氏体钢辙叉制造成套技术，包拮新钢种、辙叉心轨和翼轨匹配技术以及贝氏体钢心轨与高碳钢钢轨异质焊接技术等。中铁山桥和中铁宝桥集团采用该技术制造的4500棵辙叉已应用在中国高速重载铁路上，平均过载量达到3*5亿吨，比国内其他贝氏体钢辙叉提髙1倍，超过国外最好水平，技术达到国际领先。保障了髙速重载铁路安全，把握了列车方向。技术发明点3:中国高端轴承制造水平与发达国家差距较大，比如，时速200km/h &上髙铁轴承全部进口。项目组在国际上首次提出含铝轴承钢，首创发明表层髙碳纳米贝氏体心部低碳马氏体轴承钢及制造技术。洛阳LYC轴承有限公司采用该技术批量制造高端轧机重载轴承，并正进行列车轴承的台架试验，技术达到国际领先，将替代进口，保障铁路安全。技术发明点4:发明超高强度纳米贝氏体耐磨钢板制造技术，该技术被首钢集团采用，应用到全国各大港口国家重大工程中，替代了进口Hardox耐磨钢板。项目组获授权国家发明专利21项，公开国际发明专利1项；获2项省部级技术发明一等奖；发表学术论文65篇、专著1部，其中SCI收录51篇，被SCI引用337次。培养国家杰青1人，研究生50多人。近三年来，应用单位共创新增产值30380万元，新增利税6887万元。