项目名称超高强度钢丝制备技术研究及产业化

项目名称：超高强度钢丝制备技术研究及产业化项目完成人：方峰蒋建清闵学刚盛荣生陈华青周立初王林烽张年春周雪峰胡东辉崔世云项目完成单位：东南大学宝钢精密钢丝有限公司盛利维尔（中国）新材料技术有限公司江阴华新钢缆有限公司南京信息工程大学主要完成人工作：方峰：研究冷拉珠光体钢丝的微结构演变规律，提出损伤评价在钢丝拉拔中的应用；发现冷拉拔珠光体钢丝织构遗传现象，及其对钢丝后续拉拔形变及力学性能的影响；发现了低温回火技术对超大形变珠光体钢丝的微结构及力学性能的影响规律。参与制定了超高强度钢丝生产工艺技术，并负责工艺参数的优化工作。核心发明专利1的第一发明人，以第一作者或通讯作者发表SCI/EI收录论文18篇。蒋建清：指导冷拉珠光体钢丝微结构研究，提出损伤在钢丝拉拔评价中的应用可能性；指导研究织构遗传对钢丝后续拉拔形变及力学性能的影响；指导低温回火技术对超大形变珠光体钢丝的微结构及力学性能的影响。核心发明专利1第二发明人，发表论文四十余篇。闵学刚：搭建与东南大学的产学研合作研究平台；开展织构遗传在超高强度钢丝拉拔中的应用研究，开展低温回火技术在超高强度钢丝制备中的应用研究。制定4000MPa及以上级超高强度钢丝的生产工艺技术，并负责工艺参数的优化工作。实用新型专利8、9、10发明人。盛荣生：搭建与东南大学合作研究平台；协调公司4000MPa及以上级超高强度钢丝的生产工艺组织；负责超高强度钢丝新产品的调研及应用推广工作。发明专利5、实用新型专利7发明人。陈华青搭建与东南大学的产学研合作研究平台；负责钢丝低损伤拉拔技术的应用研究。低温回火技术在大桥缆索用镀锌钢丝中的应用研究。负责制定1960MPa及以上级大桥缆索用镀锌钢丝的生产工艺和工艺参数的优化工作。国家交通运输标准《桥梁用热镀锌铝合金钢丝》JT/T1104-2016和国家城镇建设行业标准《城市桥梁缆索用钢丝》CJ/T495-2016的参与制定者周立初参与研究织构遗传对钢丝后续拉拔形变及力学性能的影响；参与低温回火技术对超大形变珠光体钢丝的微结构及力学性能的影响研究。参与超高强度钢丝的生产跟踪与分析，并参与生产工艺参数的优化工作。以第一作者发表SCI/EI收录论文4篇，核心国家发明专利1的发明人。王林烽参与钢丝低损伤拉拔技术的应用研究。参与低温回火技术在大桥缆索用镀锌钢丝中的应用研究。组织1960MPa及以上级大桥缆索用镀锌钢丝的生产及工艺参数的优化。负责研究小方坯高碳钢盘条生产1770MPa级大桥缆索用镀锌钢丝，并实现产业化。国家交通运输标准《桥梁用热镀锌铝合金钢丝》JT/T1104-2016和国家城镇建设行业标准《城市桥梁缆索用钢丝》CJ/T495-2016的参与制定者张年春组织4000MPa及以上级超高强度钢丝的生产工艺实施，并参与工艺技术优化工作；负责超高强度钢丝新产品的推广应用工作。实用新型专利7发明人。周雪峰参与研究织构遗传对钢丝后续拉拔形变及力学性能的影响；参与低温回火技术对超大形变珠光体钢丝的微结构及力学性能的影响研究。参与发表SCI/EI收录论文多篇，核心国家发明专利1第三发明人。胡东辉负责超高强度生产装备的设计和改进工作；参与超高强度拉丝工艺参数的优化及产品检验工作；发明专利2、3、4、实用新型专利6的发明人。崔世云参与织构遗传、低温回火处理在超高强度钢丝拉拔中的应用研究；参与制定4000MPa及以上级超高强度钢丝的生产工艺，并负责实施。实用新型专利8、9、10发明人。

项目简介：超高强度钢丝是用高碳珠光体钢盘条，经连续多道次冷拉拔制成的。由于其具有超高强度的同时，仍具有良好的韧性，是大跨度桥梁、航空、汽车、芯片加工等重要领域不可或缺的关键材料。目前，以小直径钢丝如切割钢丝、UT级钢帘线（直径约0.1mm）达4000MPa及以上级和大直径（5mm～7mm）达1960MPa级大桥缆索用高强度镀锌钢丝为典型代表，是商用强度等级最高、制造难度最大的产品。全球仅日本新日铁公司能小批量生产1960MPa级大桥缆索用镀锌钢丝，但也尚未进入桥梁工程应用。由于超高强度钢丝制备技术复杂、工艺稳定性要求极高，其关键生产控制技术实质上一直被国外垄断与封锁。不同直径的超高强度钢丝是从直径约13mm或5.5mm的热轧盘条经一系列冷拔形变后获得的，由于对片状珠光体在冷拉拔过程中，硬而脆的渗碳体和软的铁素体两相在超大应变中的协调变形机制、强化机制和微观组织的变化机制均缺乏深刻的认识，制约着超高强度钢丝制备技术的研发。针对这一难点领域，东南大学研究团队持续研究近二十年，从钢丝的形变、相变和强化机制着手，初步揭示了珠光体形变与损伤、铁素体/渗碳体两相协调变形机制、铁素体<110>织构遗传现象及对钢丝后续形变性能的影响、低温回火对钢丝微结构及性能的影响规律。在此基础上，与国内最大切割钢丝企业——盛利维尔、宝钢精密钢丝、国内最大镀锌钢丝企业——华新钢缆合作，研制新一代超高强度钢丝的制备技术，逐渐形成了低损伤拉拔控制、织构遗传现象及控制、精细回火处理等三大核心技术，并设计制造配套的生产装备和工艺技术，实现了超高强度钢丝的批量化生产。目前，宝钢精密和盛利维尔已成为与国际领先企业日本东京制纲并列，能稳定提供4500MPa级钢丝的全球三大供应商，其中4000MPa及以上级钢丝约占国内市场的70%（其余为外企生产），4200MPa及以上级钢丝垄断国内市场，产品满足国内急需，并出口德、日、韩等国，推动了相关产业的发展。华新钢缆采用国产盘条研制出直径为5mm和6.2mm1960MPa级大桥缆索用镀锌钢丝，成功应用于虎门二桥、杨泗港大桥等重大工程的建设，研制的7mm2000MPa级大桥缆索用镀锌钢丝，经检测已达到沪通大桥的性能要求，成为世界之最。进而，通过低损伤拉拔技术，华新钢缆首次在全球采用小方坯高碳钢盘条替代大方坯盘条，生产出桥梁缆索用1770MPa级镀锌钢丝，真正实现了超高强度钢丝的高性能与低成本。本成果获授权国家专利16项(其中发明专利6项，实用新型专利10项)，发表论文50篇，其中SCI收录19篇，EI收录20篇。截止至2017年4月，累计生产销售4000MPa及以上级钢丝约1.5亿余公里，1960MPa及以上级大桥缆索用镀锌钢丝1.36万吨，此外，采用小方坯盘条生产1770MPa级桥梁缆索用镀锌钢丝4.3万吨，累计实现销售11.4亿元，新增利税1.37亿元，出口创汇2555万元，经济效益和社会效益显著。

主要知识产权目录序号知识产权类别知识产权具体名称国家（地区）授权号授权日期证书编号权利人发明人1发明一种低缺陷高强度钢丝的生产方法中国ZL201410023769.52016.1.131921296东南大学方峰，蒋建清，周雪峰，周立初，赵宇飞2发明一种用于级细高强度钢丝内部缺陷在线过滤方法中国ZL201210454161.92014.11.51510664宝钢精密钢丝有限公司胡东辉3发明一种水箱拉丝机的拉丝模模架中国ZL201110269417.4201311271313724宝钢精密钢丝有限公司胡东辉、黄柏华、刘臣、李建军、顾军、张宁、李庆峰、陆春娟、曹丽君4发明一种镀锌钢丝及其制造方法与热镀锌设备中国ZL201310310786.2201509231797485宝钢精密钢丝有限公司胡东辉5发明一种金刚石线锯及其生产工艺中国ZL201310115779.7201601131919551盛利维尔新材料技术有限公司徐斌、盛荣生、詹宝华6实用新型一种用于钻石拉丝模上的压力模中国ZL201120341415.7201205302224456宝钢精密钢丝有限公司胡东辉、黄柏华、刘臣、李建军、顾军、张宁、李庆峰、陆春娟、曹丽君7实用新型一种复合型自润滑陶瓷拉丝模具中国ZL201520142532.92015.8.54507550盛利维尔（中国）新材料技术有限公司吴泽、盛荣生、张年春、张明8实用新型一种钢丝多向预变形装置中国ZL201520969532.62016.4.65115921宝钢精密钢丝有限公司茅永明，许威，黄柏华，闵学刚，崔世云，刘臣，杨进9实用新型一种用于钢帘线或钢丝绳的预变形器中国ZL201520969425.32016.4.205149145宝钢精密钢丝有限公司刘臣，崔世云，张雨，潘溢民，杨进，闵学刚，黄柏华10实用新型一种用于轮胎带束层的超高强度钢帘线中国ZL201520988179.62016.6.295320866宝钢精密钢丝有限公司潘益民，崔世云，刘臣，方峰，杨进，黄柏华，闵学刚，潘菲

项目经济效益和社会效益：经过合作研发，项目承担单位已形成了具有自主知识产权的超高强度钢丝成套制备技术，打破了国际垄断。目前，宝钢精密和盛利维尔已成为与国际领先企业日本东京制纲并列，能稳定提供4500MPa级钢丝的全球三大供应商，4200MPa及以上级钢丝垄断国内市场，满足国内的急需，并出口德、日、韩等国，推动了相关产业的发展。华新钢缆采用国产盘条研制出直径为5mm和6.2mm1960MPa级大桥缆索用镀锌钢丝，成功应用于虎门二桥、杨泗港大桥等重大工程的建设，研制的7mm2000MPa级大桥缆索用镀锌钢丝，经检测已达到沪通大桥的性能要求，成为世界之最。截止至2017年4月，宝钢精密钢丝累计生产销售4000MPa及以上级超高强度钢丝830万公里，实现销售收入约2.6亿元，新增利税4435万元；盛利维尔新材料技术有限公司累计生产销售