建筑科技
在建筑行业,为了符合安全法规并降低生命周期成本,需要提高钢材的强度和耐腐蚀性。在大都市地区,超高层建筑的增加、体积的增加以及桥梁跨度的延长对高强度钢材提出了更高的要求。韩国555米高的乐天世界大厦的桁架和柱子采用了级高强度钢材,主跨度为1545米的李顺信大桥采用了2.1GPa级钢缆。建筑行业正在努力通过开发工程技术来简化设计、施工和执行,并通过选择最佳材料来延长建筑物的使用寿命,以降低成本。
所开发的耐候钢COR-TEN也是代表性产品,该类钢材不需喷涂,便可在表面形成保护层,从而提高耐腐蚀性能,不仅成本低廉,而且表面美观。近来也开始使用钛作为涂层材料,随着锌的成本上升,高耐腐蚀钢更受青睐。典型产品是热镀锌镁铝合金涂层钢板,如日新制铁的ZAM、新日铁住金、JFE、浦项制铁等。通过在涂层中添加铝和镁,热镀锌镁铝合金涂层钢板的性能与普通热镀锌钢板相同,但锌的用量减少50%-70%。 此类产品可广泛应用于外部构件、平台、百叶窗、汽车及电子部件等。此外,具有保温、自清洁、抗菌、隔音等功能的多功能钢材也是建筑行业的需求方向。
汽车行业
由于环保、油耗标准法规的制约,汽车轻量化成为关注焦点,为应对越来越严格的碰撞法规,车企越来越多地采用高强度钢。
为了满足汽车制造的要求,全球钢铁公司纷纷通过合作研究开发高强度钢,并将其应用于汽车车体,以最大程度地减轻车体重量。此类项目主要有:1994年至1998年的超轻钢汽车车身(ULSAB)项目,该项目采用激光焊接技术以及HSS和UHSS,使汽车重量减轻25%;1999年至2002年的超轻钢汽车车身—先进汽车概念(ULSAB-AVC)项目,该项目的目标是通过汽车概念设计热镀锌降低钢材强度,减少二氧化碳排放,使汽车重量减轻20%-30%;2008年至2020年的未来钢制汽车(FSV)项目,目标是将最优化的结构应用于未来的汽车,使汽车重量减轻35%。汽车板材的强度不断提高,ULSAB的最高强度为ULSAB-AVC为1GPa,FSV为1.5GPa。 DP、CP、HPF等千兆帕级汽车板在FSV上的应用研究还在进行中,汽车上应用的板材多为高强钢。在FSV上,各钢种所占比例为:低碳钢2.6%、HSLA 450/BH 34032.7%、Mart 12001.3%、DP 500&60011.8%、.5%、10%、9.5%、2.3%、CP 1000-14709.3%、11%。一般来说,随着钢材强度的提高,其成形性会下降,而量产的TWIP钢可以同时保证强度和韧性。
高耐腐蚀性也是汽车企业对钢材性能要求的一个重要方面。高耐腐蚀不锈钢409L主要用于包括消声器在内的汽车排气系统,以减少热氧化的影响。最近,这种钢也开始用于排气歧管,因为排气歧管靠近发动机,暴露在高温下。歧管中也使用耐热产品如429EM、高铬钢和310S。
此外,汽车制造业对多功能钢材的需求日益增长,例如用于电动汽车发动机和生物防护罩的超无取向电工钢、用于传感器的减震钢。
能源和造船工业
在能源和船舶工业中,油气勘探、生产和运输需要在深海、北冰洋等极端环境条件下进行,为经受严酷环境的考验,需要高强度、高韧性的钢材。随着海洋工程结构物体积的增大,需要超厚钢板和屈服强度超过的高强度钢。极地使用的高断裂韧性钢必须承受-60℃的极寒天气,正在开发的止裂钢可以保证船板钢焊缝的断裂韧性。
为了在降低用钢量的同时承受增大的压力,管线钢也需要提高强度,因此API X80钢在管线中的应用日益广泛。而且,在深水环境或地震等条件下,为提高低温韧性(-20℃),对超厚高变形钢的需求也越来越大。在船舶制造业中,集装箱尺寸不断增大热镀锌降低钢材强度,集装箱船、油轮、散货船等船舶需要采用高强度超厚钢板提高航运效率,采用高韧性钢提高船体结构的安全性。同时,在将石油或天然气从生产基地运输到客户的过程中,管线钢会暴露在不同的腐蚀环境中。特别是在酸性环境中,硫化氢会使钢更容易开裂,因此必须具有抗氢致开裂(HIC)和硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)的性能。
此外,核电站主要使用辐射屏蔽钢板,风电塔架建造构件80%以上采用超厚钢板,随着风力发电的普及,将使用更多的高强度、高韧性钢材。


