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喜报!我国低氧稀土钢研究取得重要进展,这是什么“黑科技”?

每日经济新闻 2022-09-13 13:57:52

每经编辑 毕陆名

据央视新闻9月13日消息,稀土元素电子结构独特,具有优异的磁、光、电等物理和化学特性,在多种材料中发挥着重要作用。自20世纪20年代稀土在钢中加入以来,国内外大量研究表明,微量稀土添加显著提高了钢的韧塑性、耐磨、耐热、耐蚀性能等。

通过长达十余年的机理研究和工业实验,他们通过降低钢液和稀土金属中的氧含量,结合实验、计算和表征揭示了稀土在钢中的关键作用机制,控制夹杂物和稀土固溶,制备出性能优越、稳定的低氧稀土钢。相关研究结果日前在《自然》杂志子刊《自然材料》上发表。

某进口轴承钢(左)与双低氧稀土轴承钢(右)中的夹杂物对比

研究发现,不仅钢液中的氧含量影响稀土钢的性能,更为重要的是,长期被学界和产业界忽视的稀土金属中的氧含量,对稀土钢的性能具有十分重要的影响。因为稀土金属极为活泼,在稀土金属电解制备时容易形成大尺寸稀土氧化物,这些稀土氧化物随稀土金属加入钢液中,带入的大尺寸稀土夹杂物难以上浮去除,从而导致稀土钢性能波动并与耐火材料反应堵塞浇口。

基于上述发现,研究人员进一步开发了“双低氧稀土钢”技术,即钢液低氧和稀土金属低氧的控制技术,从而有效解决了稀土钢工业应用中的瓶颈问题。在高纯净的GCr15轴承钢中应用后,与不加稀土的轴承钢相比,稀土轴承钢±800MPa拉压疲劳寿命提升了40倍,4.2GPa接触应力下滚动疲劳寿命提升了40%。

研究揭示了稀土钢性能波动的根源,发现只有在低氧条件下稀土才能在钢中稳定发挥深度净化钢液、细化改变夹杂物和强烈微合金化的作用。该研究工作表明,吨钢只需添加百余克的镧铈轻稀土,在成本基本不增加、工艺流程基本不改变的条件下即可显著提升钢的性能,这对于发挥我国稀土资源优势,平衡稀土资源利用,提升优特钢的品质具有重要意义。

此外,近期我国新能源汽车用高等级材料也获突破。据央视新闻9月1日消息,8月31日,由我国自主研发建设的高等级无取向电工钢生产线在河北迁安投产,新材料将大幅提升新能源汽车电机功率密度和电机效率。

这条生产线投产的两款新能源汽车用电工钢产品,作为新能源汽车驱动电机的核心功能材料,能够满足驱动电机更高效率的需求。

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图片来源:央视新闻视频截图

首钢智新迁安电磁材料有限公司副总经理胡志远:电机的效率能够提升0.8%以上,如果按照每天每辆汽车跑50公里计算,2000万辆汽车每天就能省500万度电。耗时6年,自主研发建设的面向新能源汽车驱动电机用高等级无取向电工钢生产线,年产高等级无取向电工钢35万吨,能满足500万辆新能源汽车配套。

图片来源:央视新闻视频截图

北京首钢股份有限公司总工程师 马家骥:“这条生产线投产以后,我们会开辟一个新的工艺路径,引领新能源汽车材料行业。”

日前,中汽协日前发布的数据显示,8月份我国新能源汽车产销量分别达到69.1万辆和66.6万辆,月度产销量再创历史新高,同比分别增长1.2倍和1倍,继续保持产销两旺态势。

近期,多地出台政策,加大力度支持新能源汽车产业发展。在日前举行的新闻发布会上,吉林省工信厅二级巡视员孙大维表示,东北地区冬季寒冷,针对新能源汽车充电时间长、单次充电行驶里程短等突出问题,吉林省重点推广应用新能源汽车换电模式。

“下一步,吉林省将继续全力发展新能源汽车产业,发挥中国一汽龙头带动作用,加快推出更加优质的新能源汽车产品;全域完善新能源充换电基础设施布局,保障充足基础服务能力,解决新能源汽车用户面临的充换电焦虑问题。”孙大维表示,将以科学规划和务实举措打造“吉林模式”,探索形成东北地区可推广、可复制的新能源汽车推广应用有效路径。

河南省在日前举行的稳住经济大盘专题工作会议上提出,要进一步研究出台支持新能源汽车消费的政策措施,积极推动公共领域车辆电动化替代,组织各类促销活动,释放消费潜力。

河北省促进汽车消费活动于9月10日启动,将开展新车促销、以旧换新、汽车下乡、新能源车推广等系列活动。此外,郑州、太原等城市近期出台了新能源汽车消费补贴政策,支持新能源汽车消费。乘联会表示,当前各地对于新能源车型的促消费政策,无论在补贴金额还是覆盖面上均不低于燃油车,有助于新能源汽车市场保持高增长态势。

每日经济新闻综合央视新闻

封面图片来源:央视新闻

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