(文章刊載于2024年1月10日新華網(wǎng))
近日,山鋼股份萊蕪分公司技術中心板帶研究所麻衡團隊參與的“高原凍土公路用抗凍融高服役性能結構鋼研究”獲科技部“十四五”國家重點研發(fā)計劃青年科學家項目專項立項。這是該團隊繼2022年12月承擔500MPa風電鋼板青年科學家項目之后的又一重大突破。
近年來,隨著我國經(jīng)濟發(fā)展、國防需求及國家公路建設進程的持續(xù)推進,高原凍土地區(qū)的高速公路建設需求逐年遞增。然而,在全球氣候變暖背景下,高原凍土長周期凍融易導致高速公路橋梁、隧道等關鍵工程用混凝土嚴重開裂,威脅服役安全。
研究發(fā)現(xiàn),由于低合金鋼優(yōu)異的強韌性和低溫性,鋼結構橋梁是該環(huán)境下替代鋼混橋梁建造的理想選擇。但在相對高溫、高含冰量凍土地區(qū),結構鋼既要經(jīng)受低溫凍融、土壤腐蝕、復雜載荷等外部環(huán)境的“侵蝕”,又會發(fā)生因變形、焊接導致的組織演變,極易造成結構鋼低溫—力學—電化學耦合作用下的環(huán)境敏感斷裂失效。因此,開發(fā)高服役性能結構鋼,滿足高原凍土高速公路建設需求至關重要且迫在眉睫。
本項目以我國高原凍土公路高海拔、高寒、高速環(huán)境對高服役性能鋼鐵材料的需求為導向,構建抗凍融鋼成分組織結構設計準則,實現(xiàn)高原凍土環(huán)境用鋼按需設計;基于Zr—Ti—RE復合脫氧與微合金化,突破抗凍融鋼成分結構協(xié)同調(diào)控技術;建立水—熱—力多場耦合測試方法,揭示抗凍融鋼耐環(huán)境斷裂的韌塑化機制;形成高原凍土環(huán)境加速腐蝕試驗技術,揭示抗凍融鋼耐蝕機理與控制因素。在此基礎上,開發(fā)出耐低溫凍融、耐土壤腐蝕、抗環(huán)境敏感斷裂420MPa級高性能結構鋼,為國家高原凍土環(huán)境橋梁、隧道、路基工程建設和安全服役提供技術支撐。(劉 芳 方金林 李 艷)