为推广钒在钢铁各个领域的应用，促进钒产业的可持续健康发展，7月5日，钒应用技术推广中心（以下简称：中心）第一届第四次专家委员会会议暨2021年钒技术研发与应用推广项目验收会在四川乐山市成功召开，会议由四川德胜集团钒钛有限公司承办。此次会议旨在对2021年中心与国内各大高校、钢铁企业及科研院所合作开展的19个项目进行验收。
会议现场
受疫情影响，此次会议采用线上线下相结合的方式召开。中国工程院院士、中心专家委员会主任毛新平及12位中心专家委员会委员和各项目组主要成员参加了会议。会议由毛新平院士主持。
毛新平院士主持
钢铁研究总院副总工程师、钒应用技术推广中心主任杨才福表示，2021年中心与国内各大高校、钢铁企业及科研院所合作，针对钒在钢铁领域的应用开展了15个大项、19个小项的课题研究。
钒应用技术推广中心主任杨才福
项目汇报环节
会上，各项目组首先汇报各自承担项目的研究背景、存在的问题、主要研究内容、研究成果以及推广应用情况，以下对汇报的19个项目进行介绍。
项目1：钒氮钢板坯连铸过程裂纹形成机理与控制
该项目由东北大学和鞍钢合作完成。东北大学冶金学院蔡兆镇教授代表项目组进行汇报,他表示，近年来，钒合金的添加量逐步提高，呈高钒、高氮强化特点发展。然而，微合金钢板坯频发角部裂纹已成为限制其高质、高效化生产的共性技术难题。为此，该项目重点研究了4方面内容：含钒钢板坯角部裂纹形成机理研究、含钒钢组织高塑化控制工艺研究、含钒钢板坯角部裂纹控冷工艺与装备技术开发以及含钒钢板坯角部裂纹工业化控制应用工艺研究，最终探明了含钒微合金钢板坯角部裂纹形成机理，并结合典型板坯连铸产线，开发出基于含钒钢板坯角部组织高塑性裂纹控制新工艺与装备技术。
东北大学蔡兆镇教授代表项目组汇报
项目2：钒微合金化H型钢的热塑性研究
该项目由钢铁研究总院承担。钢铁研究总院梁丰瑞副主任代表项目组汇报时表示，随着国家政策明确加快钢结构建筑的推广应用及钢结构用钢质量升级，微合金化H型钢用量将会逐渐增加，解决微合金化H型钢连铸坯裂纹的问题显得尤为迫切。为此，该项目针对V-N微合金化H型钢连铸方坯裂纹问题，系统研究了不同合金成分对H型钢热塑性的影响规律，工业生产V-N微合金钢连铸坯裂纹形成机理及连铸工艺影响因素。结果表明，实际连铸生产中，采用合理合金设计保证产品性能的同时改善提高钢的热塑性。进一步优化连铸工艺采用合理的结晶器及高频率小振幅工艺、二次弱冷却、提高矫直温度（建议≥920℃）等措施，可有效防止铸坯横向裂纹的产生。
钢铁研究总院梁丰瑞副主任代表项目组汇报
项目3：含钒热成形钢高温热塑性研究
该项目由北京科技大学承担。北京科技大学成卓博士代表项目组进行汇报，他表示，该项目针对含V热成形钢的高温热塑性，设计不同V含量及V与其他微合金化元素复合添加的成分方案，利用热模拟试验，获得不同成分条件下的高温热塑性曲线，利用光学、SEM和TEM等组织表征手段，对断口形貌、微观组织、第二相析出等进行系统分析，揭示不同V含量以及V与其它微合金化元素的交互作用对含V热成形钢高温热塑性的影响规律，并阐明其影响机理。
北京科技大学成卓博士代表项目组进行汇报
项目4：钒微合金化对中锰热成形钢强韧化的影响规律研究
该项目由武汉科技大学完成。武汉科技大学葛锐教授代表项目组汇报，他指出，2021年我国热成形钢用量高达200万吨以上。但传统热成形钢的全马氏体组织导致其韧性低、吸能效果差，制约了其在车身的应用比例。为此，该项目以典型中锰钢成分为基础，通过添加0.10%-0.30%钒合金，研究钒微合金化对中锰热成形钢强度及韧性的影响。研究结果表明，钒合金化热成形中锰钢，可同步实现了超高材料强度和高延伸性能；钒合金化有效提高了材料的强度和伸长率；0.2%钒微合金化中锰钢，其热成形后抗拉强度与传统热成形钢22MnB5相当，但伸长率可由传统的5%-8%提升至10 %以上，有利于提高热成形零件的碰撞安全性能。该项目的实施，将首次推动钒在高强高韧热成形汽车钢领域的产品应用。
武汉科技大学葛锐教授代表项目组汇报
项目5：钒在薄带铸轧流程中的作用机理研究
该项目由北京科技大学承担。北京科技大学许帅博士代表项目组汇报时称，该项目开展了薄带铸轧流程亚快速凝固条件下钒的析出行为及对组织演变规律的影响研究、时效处理对薄带铸轧流程钒微合金化高强钢组织性能的影响研究以及钒微合金化高强钢的强塑性机理研究。研究表明：含钒微合金高强钢中的主要强化方式为细晶强化和位错强化，含钒钢和铌钒复合钢强度差异来自于位错强化和团簇强化的不同。含钒钢的组织主要为粒状贝氏体+铁素体， 铌钒复合钢组织以针状铁素体和贝氏体为主，铌钒复合钢贝氏体含量较高是导致其强度较高、塑性较低的原因。650℃时效后，含钒钢和铌钒复合钢强度塑性均有上升，扫描电镜观察组织未发生明显变化，EBSD结果表明有部分位错发生回复，是塑性上升的和主要原因。TEM和APT结果表明：550℃时效前后均有Nb、V元素富集，时效后元素富集更明显，形成的团簇尺寸和体积分数更大，这是时效后强度上升的主要原因。
北京科技大学许帅博士代表项目组汇报
项目6：V-Nb复合微合金化1800MPa级弹簧扁钢产品开发与应用评价
该项目由武汉钢铁有限公司和东风汽车底盘系统有限公司共同承担。武汉钢铁有限公司丁礼权主任研究员代表项目组汇报时表示，汽车轻量化是汽车行业发展的重要方向之一，特别是对于时下发展迅速的新能源汽车。该项目成功开发出高强韧性高淬透性V-Nb复合微合金化1800MPa级弹簧扁钢，且满足交货技术标准。1800MPa级含V弹簧扁钢的成功开发，可使悬架钢板弹簧减重23%以上，将极大地促进钢板弹簧由多片等截面向少片变截面快速发展，减少钢铁制造过程及下游用户在使用过程中各类废弃物的排放，推动了钢铁工业的绿色转型。
武汉钢铁有限公司丁礼权主任研究员代表项目组汇报
项目7：高钒合金化粉末冶金工模具钢组织性能评价及强韧化机理研究
该项目由江苏天工工具有限公司和钢铁研究总院联合完成。钢铁研究总院迟宏宵代表项目组在汇报中表示，V在工模具钢中可形成高硬度碳化物VC，增加耐磨性；V作为二次硬化的合金化元素，可提高耐高温性能；另外，V可细化钢的晶粒、降低过热敏感性。为此，该项目重点开展了以下几方面研究：典型3V级粉末冶金工具钢冶金质量特征研究；与传统电渣生产工艺进行了冶金质量和组织特征对比；高钒粉末冶金工具钢热处理过程中组织演变规律研究；高钒粉末冶金工具钢二次硬化机理研究；典型高钒粉末冶金、喷射成形工具钢的力学性能研究，以及测量主要物理性能参数，并研究V对热导率等物理性能参数的影响规律。研究结果发现，相比于传统电渣重熔工艺，粉末冶金高速钢力学性能提升明显，同时兼具优异的等向性；V合金化粉末冶金工模具钢可实现V的超高合金化，可获得超高硬度、高耐磨、红硬性、高韧性等极佳的力学性能，是我国高端装备制造业用特殊钢重点发展的品种。
钢铁研究总院迟宏宵副主任代表项目组汇报
项目8：钒在新型压裂泵阀体用钢01cy中的作用机理及推广应用
该项目由钢铁研究总院和上海清河机械有限公司共同承担。钢铁研究总院梁小凯代表项目组在汇报时称，为了提高页岩油气采收率，90%的油气井需要进行压裂作业。压裂泵是压裂车的核心部件。现有压裂泵用钢AISI 4330，在深井和超深井开采条件下服役寿命低，亟需提高其服役寿命。为此，该项目重点研究了不同温度下V的固溶析出规律对组织及力学性能的影响规律，通过钒的强化及逆转变奥氏体的控制，实验钢基体抗拉强度可以达到1063MPa，屈服强度为1029MPa，延伸率达20%，-40℃冲击功150J。结合实验室研究结果，打通冶炼、锻造及热处理工艺路线，实现01cy钢的工业化生产，相关产品在四川威远矿区进行工业实验，寿命达到330小时，提升50%。
钢铁研究总院梁小凯博士代表项目组汇报
项目9：钒微合金化多作用协同热连轧Q960超高强贝氏体钢形性调控机理研究与产业化
该项目由北京科技大学和首钢京唐共同完成，北京科技大学于浩教授代表项目组在汇报时表示，目前Q960薄规格带钢的使用呈上升趋势。但传统离线热处理工艺制备超高强带钢存在生产周期长、能耗大等诸多问题。因此，该项目重点研究了工艺对短流程Q960钢的影响及作用机制、以及V对短流程Q960钢组织性能的影响及作用机制。结果发现，采用低碳+V微合金的全新成分设计思路，工业化生产出符合国标力学性能要求的Q960带钢；V微合金化可以促进板条贝氏体的产生，阻碍卷取过程中贝氏体的回复，保证了强度和塑性的良好匹配。目前在现场产线已进行多次试生产，并掌握了现场生产关键共性技术，获得的钢卷满足Q960力学性能的要求。
北京科技大学于浩教授代表项目组汇报
项目10：薄板坯连铸连轧1800MPa级含钒热成形钢实验室研究
该项目由北京科技大学完成。北京科技大学成卓博士代表项目组进行汇报，他表示，该项目针对薄板坯连铸连轧含V热成形钢，结合热成形钢相关文献调研、材料热力学与动力学计算以及薄板坯连铸连轧流程的工艺特点，进行1800MPa级含V热成形钢的化学成分设计，并开展实验室研究。综合利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和物理化学相分析等显微组织表征手段和力学性能测试，研究制备过程中组织的演变规律，材料的强塑性机理，特别是V在热成形钢中的作用机制。在此基础上，在实验室中开发出1800MPa级含钒热成形钢，热成形后屈服强度≥1200MPa，抗拉强度≥1800 MPa，延伸率A50≥8%，并具有较好的抗氢脆和冷弯性能，达到项目要求。
北京科技大学成卓博士代表项目组汇报
项目11: 800-1200MPa级钒微合金化双相钢开发与钒的作用机理研究
该项目由北京科技大学完成。北京科技大学赵征志教授代表项目组汇报时称，该项目揭示钒微合金化技术对高强度双相钢微观组织结构和力学性能特征的影响规律，阐明钒微合金化技术在冷轧双相钢中的作用机理；实现了钒微合金化DP780钢的批量稳定生产及产业化应用，与含铌DP钢相比，其屈服强度低，性能稳定性和均匀性好，经济和社会效益显著；实现了钒微合金化DP980钢的试制与生产，产品性能指标满足汽车行业要求，有效推动了钒在汽车用双相钢领域的应用。开发出了综合性能良好的1200MPa级双相钢的原型钢，为超高强DP钢的工业试制提供指导依据。
北京科技大学赵征志教授代表项目组汇报
项目12：钒微合金化耐磨衬板钢的成分工艺优化与应用评价
该项目由上海大学和四川鸿舰两家单位共同完成。上海大学先进凝固技术中心高级实验师陈湘茹博士代表项目组汇报时称，球磨机衬板选材极为复杂，在保证足够的耐磨性能的同时，需要兼顾抗冲击和腐蚀性能，性能需求与球磨机尺寸、矿石和介质种类等工况条件密切相关。然而目前该领域还没有该方面系统的研究。为顺应球磨机大型化的发展趋势，本项目分别以适用于中大型磨机的中碳、高碳CrMo铸钢及高锰钢为研究对象，研究不同V添加量对不同体系耐磨衬板钢耐磨性的影响，研究发现，当添加不同含量的V时，不同衬板钢在不同实验条件下耐磨性能均得到一定的提升。中碳耐磨钢添加V元素后耐磨性能最大提升了32.08%，高碳耐磨钢中添加V后耐磨性最大提升了43%，高锰钢中耐磨性能最大提高了19.04%。通过分析发现钒对基体组织的细化及含钒析出相产生的强化效果是各衬板钢的耐磨性能提升的原因。而且，该项目针对于不同球磨机尺寸及不同工况下推荐给出了最佳化学成分及热处理参数。
上海大学陈湘茹博士代表项目组汇报
项目13：钒合金化耐磨高铬铸铁材料的研究及开发
该项目由广东省科学院新材料研究所承担完成，刘天龙代表项目组在汇报中称，目前国内耐磨构件年需求量在600万吨以上，且保持5%-9%的年增长率。近年来对耐磨材料品质提出了越来越高的要求，为此，该项目重点开展了以下研究工作：含钒碳化物的析出行为及其对耐磨高铬铸铁组织的影响；钒合金化耐磨高铬铸铁材料的强韧化机理；含钒耐磨高铬铸铁材料的磨损服役行为及机理；确定最优的充分发挥钒有利作用耐磨高铬铸铁的成分及工艺。通过以上研究，该项目组撰写并完善形成《含钒铸造耐磨钢铁材料的研究与应用调研报告》；完成了不同V含量共晶和过共晶高铬铸铁的组织和性能的检测与分析，阐明了V元素对组织、强韧性和耐磨性改善的机理。根据项目研究结果，项目承担单位优选了含钒耐磨高铬铸铁成分及热处理工艺，在合作单位广州有色金属研究院新丰耐磨合金材料有限公司开展了耐磨构件半自磨机筒体衬板的试制，在合作单位广东越科新材料有限公司开展了反击式破碎机板锤的试制，相关构件已交付客户使用。
东北大学蔡兆镇教授代表项目组汇报
项目14：355MPa级耐低温H型钢钒氮微合金化机理研究与产品开发
该项目由山钢股份莱芜分公司承担完成。该公司技术中心海洋工程用钢研究所赵培林所长代表项目组进行了汇报，他表示，我国油气资源开发正向深海、极地高寒区域快速延伸。为了填补国内相关产品领域空白，急需开发耐低温系列型钢产品,满足极地环境-52℃的低温环境需求。为此，该项目采用以低碳 V-N为主的合金体系，成功开发出钒氮微合金化355MPa级系列耐低温H型钢。该项目通过VN合金化技术生产的耐低温热轧H型钢已经在北极YAMAL项目，北极LNG2项目，加拿大LNG项目等众多海洋工程项目中得到应用，推广价值高，实现了巨大的经济和社会效益。该技术在上述工程项目中的应用和推广，为后续VN合金在该领域的推广奠定了良好的基础。
山钢股份莱芜分公司赵培林所长代表项目组汇报
项目15：390-440MPa级高强度低温球扁钢技术开发与应用
该项目由鞍钢股份有限公司和钢铁研究总院共同完成。钢铁研究总院梁丰瑞副主任代表项目组汇报时指出，受球扁钢生产特点制约，很难通过TMCP、Nb微合金化等传统技术手段改善球扁钢强韧性以及截面均匀性。为此，该项目采用钒氮微合金化技术路线，开展了390-440MPa高强度低温球扁钢系列研究工作，研究结果表明：V-N微合金化技术适用于传统生产条件下（高温终轧、无法低温大压下）的轧制生产；V-N在钢中的作用主要体现在析出强化和细晶强化两方面，同时具有提高强度和韧性的作用；V-N微合金化技术能改善异形截面钢的性能差异。球扁钢心部较慢的冷却速度促进了VN的析出，细化了析出物粒度，改善了截面均匀性。390～440MPa级高强球扁钢的成功研制，验证了VN微合金化是目前高强度低合金非调质球扁钢获得良好强韧性的最优技术手段。
钢铁研究总院梁丰瑞代表项目组汇报
项目16：V微合金化高强度钢绞线开发及应用
该项目由北京建工院和钢铁研究总院共同完成。北京建工院张开臣副总工代表项目组汇报时称，“十四五”期间，预应力钢绞线年需求量仍将保持在500万吨以上。目前，1860MPa级预应力钢绞线应用最多。若强度提升10%-20%，将大大提高预应力混凝土结构超高承载能力、轻量化程度和设计灵活性。为此，该项目的目标是开发V微合金化1960MPa级预应力钢绞线热轧盘条及其加工、应用配套锚具技术，实现典型示范应用，并进行推广。目前，该项目完成了V微合金化1960MPa级预应力钢绞线用热轧盘条的开发，直径Φ12.5mm，抗拉强度达到1280MPa以上，断面收缩率达到35%以上；完成了1960MPa级V微合金化预应力钢绞线加工工艺研究，开发出规格Φ15.2 mm (1×7结构)V微合金化预应力钢绞线，抗拉强度达到2010MPa以上，最大力伸长率达到6%以上。本项目开发的1960MPa级V微合金化预应力钢绞线将在“吕梁市新区体育中心项目体育场工程”进行示范应用。
北京建工院张开臣代表项目组汇报
项目17：屈服强度550MPa级高强钢板钒氮微合金化技术机理研究及推广应用
该项目由钢铁研究总院、莱芜钢铁集团银山型钢有限公司和东北大学共同承担。东北大学杜林秀教授代表项目组在汇报中表示，Q550中厚板广泛用于制造工程机械、煤机设备，市场需求巨大。采用传统工艺生产存在产品性能不均匀、成材率低、能耗高、流程长、交货期长等问题。为此，该项目重点研究了V-N微合金钢高温奥氏体变形及连续冷却相变行为、V-N微合金钢焊接行为、V-N微合金钢高温析出规律及对中厚板组织性能的影响以及钒微合金化中厚板经济含氢量与提高心部质量的生产工艺等。该项目提出了低碳V-N微合金化高强钢中厚板成分设计思想, 利用VN促进针状铁素体形核的机制, 成功开发出高强韧V-N钢中厚板, 产品屈强比低、塑性好、内应力低、性能稳定, 解决了中厚板生产和应用的多项技术难题；发明了冶炼过程氢含量控制、控轧控冷过程氢原子去除及V-N钢中厚板心部抗氢致裂纹关键技术，破解了特厚规格钢板心部偏析裂纹的技术难题，这种技术属于首创；产品生产过程省去了真空精炼，轧后淬火和回火，流程短，吨钢排放降低0.29吨，减排效果显著，属于钢铁领域高质化绿色化的生产技术，意义重大。
东北大学杜林秀教授代表项目组汇报
项目18：600MPa级钢筋的工艺适配性与应用评价
该项目由钢铁研究总院完成。钢铁研究总院王天琪代表项目组汇报时称，2020年，我国钢筋产量达到2.66亿吨，但600MPa级钢筋占比小于1%。为此，该项目从析出规律、规格-成分-工艺适配性、600MPa钢筋的强韧化机理、应用性能等方面展开研究，推动600MPa级钢筋推广应用。结合工业生产项目组调研了3家600MPa钢筋厂家实际生产情况，通过调研发现，工业生产的600MPa钢筋主要有三种合金体系，分别为V-N、V-N-低Nb、低V-N-高Nb，其中V-N微合金化是主要的工艺路线，V的平均添加量在0.12%左右。合金元素的影响研究表明，对于600MPa级钢筋，每增加0.01wt%V，屈服强度提高5.9-7.3MPa左右；在各元素相同的情况下，小规格钢筋的晶粒尺寸较小，强度更高，强屈比低于大规格钢筋；增加C含量可以显著提高600MPa级钢筋的强屈比，增加V-N、Nb含量对600MPa级钢筋的强屈比影响较小。强韧化机理研究结果表明，V主要以MC的形式析出，V含量增加沉淀强化效果更为明显；含Nb钢主要的强化效果源于细晶强化。应用性能分析结果表明，V-N钢筋的强度略低于V-N-Nb钢筋，但强屈比和延伸率高于V-N-Nb钢筋，两种合金体系的机械连接性能均符合Ⅰ级接头性能，经过200万次高周疲劳试验均未断裂。
钢铁研究总院王天琪代表项目组汇报
项目19：热轧带肋钢筋质量抽查和监督
该项目由钢铁研究总院和冶金工业信息标准研究院共同完成。钢铁研究总院陈雪慧主任代表项目组汇报时表示，中国是全球最大的钒生产国和消费国，而中国的钒70%以上消费在热轧钢筋上，因此确保钒在热轧钢筋中的应用对稳定中国乃至全球钒市场有着至关重要的作用。为准确掌握钒在热轧带肋钢筋中的应用情况，该项目在全国范围内对热轧带肋钢筋组织质量抽查，并为热轧钢筋的质量监督提供数据支撑。目前，该项目组从全国7大区26省市154家钢筋企业取样401组，按照GB/T 1499.2-2018热轧带肋钢筋标准进行综合分析，结果表明，采用V微合金化工艺生产的钢筋厂家占42.6%，采用低V微合金化工艺生产的钢筋厂家占24.6%，采用Nb微合金化工艺生产的钢筋厂家占4.1%，采用穿水工艺生产的钢筋厂家占28.7%；300组试样检测结果满足GB/ 1499.2-2018热轧带肋钢筋标准的要求，共有111组试样不合格，涉及61家钢筋生产厂，不合格率为27.9%。不合格项涉及化学成分、拉伸性能、宏观金相、截面维氏硬度及微观组织。只有采用钒微合金化工艺生产的钢筋产品的合格率为100%，采用低V工艺或Nb微合金化工艺生产的钢筋产品质量不稳定，合格率在70%左右，采用20MnSi生产的钢筋除少数小规格钢筋外，基本不满足标准的要求。结合上述结果，项目组明确了15家钒微合金化技术重点推广用户。
钢铁研究总院陈雪慧主任代表项目组汇报
中心专家委员会委员、冶金工业信息标准研究院（以下简称：信息标准院）副院长秦松表示，中心取得的研究成果，如何让行业相关人员，特别是钢铁企业一线技术人员更好地了解并加以推广使用，对中心未来工作开展意义重大。他表示，中心与信息标准院有良好的合作基础，未来，信息标准院愿意充分发挥自身在媒体宣传、标准制服务、科技查新等方面的资源和平台优势，助力中心更好地推广钒在各领域的应用，加快钢铁产品升级换代，促进钢铁工业高质量发展。
信息标准院副院长秦松
项目验收环节
中心验收专家组听取了各项目的汇报，审阅了相关资料，并针对各项目研究过程中存在的难点问题、生产过程中普遍关注的热点问题、最为大家关注的生产成本问题以及产品应用推广情况进行分组讨论，形成如下意见：
验收专家组认为，上述19个项目圆满完成了项目合同规定的主要研究内容和研究指标，符合验收条件，一致同意通过验收。
中心专家委员会委员、上海大学教授翟启杰
中心专家委员会委员、东北大学教授朱苗勇
中心专家委员会委员、首钢集团技术研究院副总工程师王全礼
中心专家委员会委员、中国宝武集团工程科学家陆匠心
中心专家委员会委员、鞍钢股份有限公司总工程师任子平
未来的工作建议
毛新平院士指出，钒应用技术推广中心成立的初衷，是通过开展一系列基础研究、关键技术研究、产品开发研究，还有一些应用技术研究，将钒这种资源能够广泛地应用于钢铁产品生产，为钢铁产品的升级换代发挥不可替代的作用。为实现含钒钢产品从基础研究、品种开发，到下游用户使用，关键是要打通创新链。为此，毛新平院士提出以下三点工作建议：一是围绕创新链，研发项目要一环扣一环地推进；二是通过中心开展工作，项目研究实现从定性到定量、从一些产品推广到更多的产品；三是进一步加强学术交流，加强媒体宣传。
总结发言
在总结发言中，钢铁研究总院副总工程师、钒应用技术推广中心主任杨才福首先感谢各位专家以及项目组成员对中心工作的大力支持。中心搭建的平台，将为含钒钢铁产品从基础研究、品种开发，直至下游用户使用、评估，甚至到下游行业的标准规范制定，即为全产业链协同创新发展提供支撑。他指出，目前中心不仅安排了传统建筑用钢方面的项目，还安排了钒在汽车用钢、工程机械用钢、能源石化用钢、特殊钢及铸钢铸铁的项目，这将进一步扩大钒在钢铁领域的应用范围，为新时代钢铁工业高质量发展书写新的篇章。
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