《×××××》项目总结报告.doc
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1、- 1 -超高强度钢丝的制备及形变机理研究项目总结报告一、项目概况江苏省产学研前瞻性研究项目“超高强度钢丝的制备及形变机理研究”立项时间:2016年7月项目编号:BY2016076-08项目负责人:方峰主持单位:东南大学合作企业:盛利维尔(中国)新材料技术股份有限公司项目经费:80万元,其中省拨款30万元,单位自筹50万元。实际支出199.6万元,其中省拨款30万元,单位自筹169.6万元。本项目系统研究了超细拉拔断口分析、珠光体形变、织构遗传现象及对后续形变的影响等。在理论研究工作的指导下,盛利维尔(中国)新材料技术股份有限公司与东南大学合作,实现了4200MPa级超细钢丝系列产品的规模化生
2、产,研制出4500MPa级超细钢丝并实现批量化生产。主要研究内容如下:1) 超细钢丝的拉拔断口分析:主要研究高碳钢盘条在拉拔过程中发生的拉拔断口,分析导致拉拔断裂的主要原因,为高碳钢盘条研发和超高强度钢丝的研制提供理论指导。2) 冷拉珠光体的形变机理研究:主要研究冷拉拔形变中珠光体的抗拉强度、织构及微结构特征的演变,探讨高碳钢盘条组织对其拉拔形变过程的影响。3) 织构遗传现象及对后续形变的影响研究:研究了超大应变珠光体的形变、铁素体织构的演变等与钢丝强度之间的关系,揭示了大形变珠光体钢丝的织构遗传现象及对后续形变的影响。4) 超高强度珠光体钢丝的形变与强化机理探讨:较系统研究了超大形变珠光体钢
3、丝的冷拉拔形变过程,重点研究了珠光体形变的三个阶段,以及硬而脆的渗碳体变形机制,并探讨了超大形变珠光体钢丝的强化机理。- 2 -二、项目实施情况东南大学方峰教授为项目负责人,负责珠光体形变机理、织构遗传及强化等基础理论研究工作。在理论研究工作获得较大进展的情况下,与盛利维尔(中国)新材料技术股份有限公司合作,对现有生产工艺进行了重新设计和优化,由盛利维尔公司的盛荣生总经理负责组织项目产品中试及生产技术研究,最终实现了超高强度钢丝的规模化生产。项目参与人员分工明确,各司其职,定期召开课题分析、总结交流会,推进项目的顺利进行。经过联合攻关研究,盛利维尔(中国)新材料技术股份有限公司实现了4200M
4、Pa级超细钢丝系列产品的规模化生产,研制出4500MPa级超细钢丝并实现批量化生产;并形成了超高强度钢丝的专有生产控制技术。圆满完成了项目预期研究目标。项目经费计划中省拨款、自筹资金已按计划到位。项目承担单位对科技拨款严格按照科技经费的有关规定,专款专用,盛利维尔公司自筹169.6万元用于本项目的研究工作,有力地保障了本项目的顺利完成。项目经费决算如下表:经经 费费 决决 算算 表表单位:万元经费投入经费支出来源投入数科目支出数其中:省拨款 支出数投入合计80支出合计198.48610528.8861051、省拨款30(一)直接费用190.08610524.4861052、部门、地方配 套1、
5、设备费109.63、承担单位自筹50(1)设备购置费109.64、其他来源(2)设备试制费(3)设备改造与租赁费2、材料费30.4622855.4622853、测试化验加工费25.312539.312534、燃料动力费5、差旅费/会议费7.5658312.5658316、出版/文献/信息传播/ 知识产权事务费6.6454592.645459- 3 -7、劳务费10.54.58、专家咨询费9、其他支出(二)间接费用8.44.4其中:绩效支出1.11.1经费结余1.113895三、项目技术情况1) 项目研究方法和技术路线项目研究方法和技术路线本项目采用实验室研究与生产线在线研究相结合的研究方法。先
6、立足于现有超高强度钢丝生产的基础上,由东南大学分析超细钢丝的拉拔断口,冷拉珠光体的形变和相变的基本理论问题。在理论研究工作获得突破的基础上,由盛利维尔公司组织超高强度钢丝的中试生产及生产工艺参数优化工作,最终实现 4200MPa 及以上级超细钢丝系列产品的规模化生产。2) 项目解决的关键技术项目解决的关键技术形成具有自主知识产权的 4200MPa 级超高强度钢丝的生产控制技术。研制出 4200MPa 级系列超高强度钢丝产品,并研制出 4500MPa 级超高强度钢丝。3) 项目取得突破性进展及创新点项目取得突破性进展及创新点a) 首次发现并提出了超大形变珠光体钢丝奥氏体化后存在“织构遗传”现象,
7、存在织构遗传的钢丝,在后续形变过程中,形变更协调,强度更高,韧性更好。以此指导了超高强度钢丝生产工艺的重新设计。b) 揭示超大形变珠光体钢的微结构调控机制。珠光体中渗碳体超大形变后转变为非晶态,经精细回火处理,可转变为纳米晶态渗碳体,阻碍位错运动,使钢丝强度提升,同时,回火处理虽使铁素体强度略有下降,但塑性得到一定程度的回复。综合可使钢丝强度和韧性同时得到提升。- 4 -四、合同任务指标完成情况合同约定的研究内容和考核指标:合同约定的研究内容和考核指标:研究拉拔形变工艺参数、奥氏体化热处理等对超高强度钢丝的微结构和力学性能的影响规律。研究拉拔过程中超高强度钢丝(3800MPa)的微结构特征与性
8、能演变规律,探讨其形变及强化机理,通过拉拔形变、奥氏体化热处理等控制,实现4000MPa级超高强度钢丝的批量生产,并形成专有成套生产控制技术。试制出新一代超高强度(4400MPa级)钢丝样品。 超高强度钢丝微结构演变规律及形变机理研究报告,形成4000MPa级超高强度钢丝的专有生产控制技术标准。申请国家发明专利2-3项。实际完成情况:实际完成情况:在江苏省产学研前瞻性研究项目的资助下,东南大学联合盛利维尔(中国)新材料技术股份有限公司开展了紧密的产学研合作研究。取得了以下研究成果:1) 形成了超高强度钢丝微结构演变规律及形变机理研究报告。2) 实现 4200MPa 级超高强度钢丝的批量生产,并
9、研制出 4500MPa 级超高强度钢丝。3) 形成 4200MPa 级超高强度钢丝的生产控制技术标准。4) 已受理国家发明专利 4 项;在国内外核心期刊发表文章 12 篇(其中 SCI 收录论文 9 篇,EI 收录论文 10 篇) ;获得江苏省科学技术一等奖 1 项。具体情况如下:具体情况如下:1、主要技术指标完成情况主要技术指标完成情况揭示了大形变珠光体形变的三个阶段特征,提出了渗碳体变形机制。发现并提出了超大形变珠光体钢丝 “织构遗传”现象及其对后续形变性能的影响规律。揭示超大形变珠光体钢的微结构调控机制,通过形变和热处理的精确控制,可实现超高强度钢丝强度韧性的同时提升。形成了超高强度钢丝
10、微结构演变规律及形变机理研- 5 -究报告2、专利申请、专利申请共申请国家发明专利 4 项,具体如下:1)方峰,周立初,蒋建清,王林烽,闵学刚,陈华青. 一种高碳钢丝的生产方法:中国,201810341605.5P. 2018.4.172)方峰,曾一平,蒋建清,季培蓓,周立初,周雪峰. 一种测量线材微小试样抗拉强度的装置及试验方法:中国,201810139517.7P. 2018.2.113)方峰,周立初,蒋建清,周雪峰,涂益友,陈得友.一种超细金属丝纵截面透射电镜样品薄膜的制备方法:中国,201711379373.4P. 2017.12.204)方峰,周立初,蒋建清,王林烽,陈华青,王立萍.
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