据科技日报1月5日报道，全球首个采用百吨电炉冶炼工艺生产的高强度、高韧性、低密度钢材近日在我国下线，首批钢材盘子被推出来了。
图片来自“兴澄特钢”。
钢铁行业专家介绍，高强高韧低密度钢材的重大技术突破，使我国在该钢材的工业生产技术上处于世界领先地位。 这也标志着我国成为世界上唯一掌握高强高韧低密度钢材规模化生产的国家。 密度钢技术大国。
那么什么是“高强、高韧、低密度钢”呢？ 初中学习化学元素周期表时，我们都知道铁的密度是7.85克/立方厘米，也就是7.85吨/立方米。 铁经冶炼并调整其化学成分后，其重量为7.8~7.9吨/立方米。 合金含量越高，合金含量越高。 会稍微重一些，因为很多合金如铬、镍、钼、钨等都是高密度金属，所以一些高级合金钢会稍微重一些。 例如，高速切削钢将比最常见的建筑钢重。 Q235钢稍重，但整体重量约为7.85吨/立方米，而低密度钢则使密度降低10%以上，约为7吨/立方米。
第一块被切割的钢板是福特级“企业”号航空母舰的开工建造。
作为世界上第一种金属，两千多年来，钢铁一直应用于人类发展的各个方面。 可以肯定地说，如果没有钢铁，人类早就退回到青铜时代了。 不可能有现在的发展，但随着社会的发展需要和科技进步要求工业产品更轻、更强、更耐用，从而节约资源和能源。 因此，如何制造强度越来越高、重量越来越轻的钢材一直是钢铁行业追求的目标。
HY80钢不仅用于核潜艇，还用于美国企业号核航母和首批尼米兹级航母。 HSLA-100是最后一艘尼米兹级布什号航母使用的钢材，目前的“福特级”航母使用钢材，“新企业”号也使用这个牌号的钢材。
但想要钢材具有高的物理化学性能和轻的重量是一个非常矛盾的问题！ 因为钢除了碳、硅、锰、磷、硫五种基本元素外，还需要添加铬、镍、钼、钒……等金属，以达到较高的理化性能指标进行冶炼、熔合形成。金属链条，以提高强度和耐腐蚀性。 但通过添加这些金属来减轻重量是不可能的……因此，各国冶金专家长期以来都没有解决这个矛盾。
“老企业”号飞行甲板长>20米/宽>5米/厚度≤50毫米。 “老企业”排水量8.5万吨，飞行甲板用钢量接近7000吨，而“新企业”飞行甲板用材量接近7600吨。 如果钢材的密度降低10%左右，即降低到7吨/立方米，在不影响强度和韧性的情况下，钢材的使用量将大大减少。 7600吨的10%就是760吨，即航母仅飞行甲板的重量就减少了760吨。 如果航母的其他部分采用高强度、高韧性、低密度的钢材，那么航母的总重量将会减轻很多。 “福特级”排水量超过10万吨。 理论上来说钢材的密度，其自身重量约为排水量的45%至50%，这意味着“福特级”航母使用钢材约5万吨。 如果减少10%，将节省钢材5000吨，从而降低建设和服务成本。 使用成本相当可观！
如果我们未来的军舰用这种高强度、高韧性、低密度的钢材建造，在减轻自身“自重”后，燃气轮机的输出功率将用于提高速度并发电而且节省下来的燃油也将用于改善航程，所以这种钢材的研制成功具有重大的战略意义！ 降低的不仅仅是建筑成本。
目前，世界钢铁工业发达国家都在全力开发高强度、高韧性、低密度钢材。 例如，日本和韩国过去几年都进行了轧制低密度钢的工业试制，但迄今为止还没有试制成功的报道。 美国去年计划投资2000万美元，在未来五年内进行适合工业化的低密度钢化学成分研究。 该计划预计将于2025年完成。
我国利用100吨电弧炉大规模工业化低密度钢生产的成功，标志着低密度钢轧制工业化和工程应用相关技术领先美国近10年，而中国也成为世界上唯一掌握热轧“高密度”技术的国家。 拥有“高强、高韧、低密度钢材”批量工业化生产技术和应用技术的国家。
100吨电弧炉冶炼钢水的能耗非常高。 未来如果能采用转炉+炉外精炼技术生产高强高韧低密度钢材，生产效率和成本将大幅提高。
总之钢材的密度，“高强高韧低密度钢”比目前的普通/高强钢密度低10%以上，具有良好的物理和化学性能，将用于汽车/高速火车、轮船、航空/航天甚至未来的建筑……其他行业，我国粗钢年产能为10亿吨。 该成果若能全面推广，将具有广阔的应用前景和重大的战略意义。
