Innovaciones de Baosteel en acero resistente al desgaste: aumento de la resistencia y la sostenibilidad

El desgaste de los materiales es un problema común en varias industrias, ya que se estima que se consumen de 2 a 3 millones de toneladas de materiales de acero al año debido al desgaste. Las limitaciones de recursos y energía son cada vez más evidentes, y los problemas de protección ambiental son cada vez más graves. El mercado mundial de acero resistente al desgaste de primera calidad ha estado dominado durante mucho tiempo por empresas extranjeras como la sueca SSAB (incluida la finlandesa RUUKI) y la japonesa JFE. A medida que la industria china se desarrolla rápidamente, los equipos mecánicos se están volviendo más complejos, de gran escala, livianos y diversos en los entornos de servicio. Existe una creciente demanda de productos de alta resistencia, robustos, de formas complejas, de bajas pérdidas y respetuosos con el medio ambiente acero resistente al desgaste materiales, que se están adoptando rápidamente en diversas industrias. Baosteel, la acería más grande y avanzada de China, avanza rápidamente en el campo del acero resistente al desgaste, introduciendo constantemente productos que cumplen con los principales estándares internacionales.

Innovaciones tecnológicas

Hemos superado la tecnología de control conjunto del refinamiento de la subestructura de martensita en láminas y la precipitación con carburo, desarrollando un acero de alta resistencia y resistente al desgaste con un control preciso de la subestructura de martensita, la precipitación a múltiples escalas y la fase de bainita. Por primera vez, hemos logrado la producción en masa del producto de calidad NM600F, que cuenta con la máxima resistencia de 2000 MPa. Al aprovechar los efectos sinérgicos de las microaleaciones y los elementos de aleación, garantizamos la capacidad de enfriamiento y, al mismo tiempo, minimizamos la adición de aleaciones, mejoramos el equilibrio entre resistencia y tenacidad y reducimos la tensión de temple. La calidad de acero deseada es el acero resistente al desgaste de 2000 MPa NM600, caracterizada por una microestructura de martensita latina con bajo contenido de carbono. Las unidades de control de microestructura consisten en granos, paquetes, bloques y listones originales de austenita. El ancho del bloque es una unidad de control eficaz para la resistencia, mientras que el tamaño del paquete es para la resistencia. Al controlar los bloques y paquetes dentro de la microestructura de la martensita, podemos controlar la resistencia y la tenacidad del acero resistente al desgaste de la martensita. Tras la industrialización del acero resistente al desgaste de grado F con diferentes resistencias, la tenacidad a -60 °C se corresponde perfectamente con su solidez y resistencia al desgaste, lo que supone el primer desarrollo de una resistencia ultra alta de 2000 MPa Acero resistente al desgaste de grado E y F. Esto aborda los desafíos de control de la tenacidad que plantea la alta dureza y supera el límite de resistencia al impacto a bajas temperaturas de -40 °C de SSAB.

Tecnología de control de calidad

Hemos desarrollado una tecnología de control de calidad de fundición de acero martensítico resistente al desgaste de nivel gigapascal «medio carbono, boro, niobio, cromo y molibdeno».

(1) Hemos diseñado un método de ajuste dinámico para el control de la presión de la palanquilla roja de la máquina de colada continua para mejorar la calidad interna de la palanquilla de acero martensítico resistente al desgaste. Al utilizar un modelo secundario de transferencia de calor por solidificación para calcular el grosor en cada sector de la palanquilla, logramos una estabilidad dinámica con espesores variables. Al controlar con precisión el ajuste dinámico de la presión de las palanquillas rojas, logramos una transición suave y autoadaptativa en diferentes condiciones de vertido, lo que mejora la calidad interna de las palanquillas de acero resistentes al desgaste. Tras la clasificación de la calidad de las palanquillas, la proporción de segregación central (C0,5) y de porosidad central (0,5) aumentó del 75 al 93,4%, especialmente para NM500 a los productos de calidad NM600, la proporción ha aumentado del 61% al 93,4%.

(2) Hemos sido pioneros en un método para reducir las grietas superficiales en la cabeza y la cola de las palanquillas de acero fundido continuo resistente al desgaste mediante el control del enfriamiento secundario. Al rastrear la cabeza y la cola de la palanquilla durante las etapas de apertura y cola de la fundición continua de productos de acero resistentes al desgaste de alta gama, ajustamos el agua de refrigeración secundaria en tiempo real para lograr un enfriamiento débil de la cabeza y la cola de la palanquilla, aumentando de forma autoadaptativa la temperatura de la superficie de las palanquillas de la cabeza y la cola, reduciendo la aparición de grietas transversales en la superficie y mejorando significativamente la calidad de los productos de acero resistentes al desgaste. Esta tecnología es la primera de su tipo en el proceso de colada continua de palanquillas de acero de alta gama resistentes al desgaste, y rompe la barrera técnica de lograr una buena calidad interna y superficial para las palanquillas de acero martensítico resistentes al desgaste de «carbono medio, boro, niobio, cromo y molibdeno». También hemos desarrollado un método de control estricto de la composición y una tecnología de fundición limpia del acero para mejorar la estabilidad del rendimiento del acero acabado.

Sistema de control de tratamiento térmico

Proponemos un sistema de composición de Nb-V-Mo-Ti y un proceso de tratamiento térmico controlado que dispersa las partículas a bajas temperaturas para evitar la aparición y expansión de grietas durante un desgaste intenso, así como para evitar la migración de los límites del grano M en entornos ácido-base y de alta temperatura, lo que mejora la estabilidad de la martensita. En condiciones especiales como el frío extremo, el permafrost de arenisca, la base ácida y las altas temperaturas, la resistencia al desgaste aumenta de 1,18 a 1,53 veces, lo que logra una alta resistencia al desgaste, bajas pérdidas y un desarrollo respetuoso con el medio ambiente.

(1) En el desarrollo de acero resistente al desgaste a altas temperaturas con un buen rendimiento de desgaste por erosión, agregamos elementos de estabilidad que fortalecen la solución sólida de martensita como Nb, V, Mo y Ti para aumentar el grado de resistencia a la deformación y el endurecimiento por trabajo, así como la estabilidad del templado, logrando un fortalecimiento a altas temperaturas. Esto garantiza que la resistencia a la tracción y la dureza Brinell del acero martensítico resistente al desgaste no disminuyan demasiado con el aumento de la temperatura, cumpliendo con los requisitos de una buena resistencia al desgaste en condiciones de servicio a altas temperaturas. ② Al adoptar un proceso de tratamiento térmico de enfriamiento a temperatura y velocidad controladas, promovemos la precipitación de compuestos de C y N finos y dispersos de Nb, Mo, V y otros elementos de microaleación durante el proceso de enfriamiento por enfriamiento. Los Nb (C, N), Mo (C, N) y V (C, N) finos y dispersos evitan la migración de los límites del grano y aumentan la temperatura de crecimiento del grano, logrando una placa de acero templado con un tamaño de grano fino y un doble efecto de fortalecimiento del grano fino y fortalecimiento por precipitación. En última instancia, durante el servicio a 100 ~ 500° C, la placa de acero aún mantiene los efectos duales de fortalecimiento de grano fino y fortalecimiento por precipitación, estabilizando la resistencia a la tracción y la dureza Brinell de la placa de acero a altas temperaturas y mejorando la resistencia al desgaste a altas temperaturas. La resistencia al desgaste del NM500-TUF es 1,7 veces mayor que la del NM500 normal.

(2) En la investigación y el desarrollo de la tecnología básica de la placa de acero de baja pérdida y alta resistencia al desgaste, durante el proceso de calentamiento por enfriamiento de la placa de acero, la organización original de deformación fina y una gran cantidad de precipitados finamente dispersos en la placa de acero resistente al desgaste de Ti o V aceleran el proceso de difusión uniforme de los compuestos de carbono y nitrógeno del Ti o V, acortando el tiempo de calentamiento y retención. Durante el proceso de enfriamiento por enfriamiento, la precipitación uniforme de los compuestos de carbono y nitrógeno de Ti o V se congela instantáneamente, lo que evita la agregación de carburos y microaleaciones y otras fases de fortalecimiento, lo que resulta en una dureza Brinell uniforme, una buena resistencia al desgaste y una excelente combinación de resistencia y tenacidad del acero resistente al desgaste de alta calidad.

Mediante este proceso, la microestructura del acero resistente al desgaste es martensita en láminas finas, con un porcentaje de «haz de listones» de martensita que oscila entre el 60 y el 90% y un tamaño promedio de 0,6021 a 1,7453 μm, y el porcentaje de «bloque de listones» de martensita oscila entre el 10 y el 40%. Esto permite un control flexible de la morfología de la martensita en acero de alta calidad resistente al desgaste, con una resistencia al desgaste de 1,18 a 1,53 veces mayor que la del acero resistente al desgaste del mismo nivel de dureza.

Acero especial resistente al desgaste

Hemos introducido de forma innovadora el nano TiC y la austenita residual en acero de martensita en láminas de acero de alta resistencia y resistencia al desgaste, y hemos desarrollado con éxito una serie de placas de acero resistentes al desgaste de formas complejas. Por primera vez a nivel internacional, hemos conseguido una formación de 180° después de la soldadura y una gran fatiga por carga sin que se propaguen las grietas en la soldadura, lo que se aplica a compactadores de gran tamaño para superficies de roca dura y a la fabricación de otros equipos extremos. Los indicadores de soldadura, conformación y desgaste por fatiga de las planchas de acero han alcanzado un nivel líder a nivel internacional. Un nuevo enfoque para preprecipitar las partículas de la segunda fase y controlar su crecimiento, introducir nanopartículas de TiC ultraduras en la matriz de martensita y controlar el proceso de tratamiento térmico para retenerlas y dispersarlas en la matriz de martensita, lo que permite lograr del 5 al 15% de la organización de austenita residual metaestable similar a una película, aumentando así el rendimiento de soldadura y la tenacidad de la placa de acero sin aumentar el contenido de carbono y los elementos de aleación. Se lanzó la primera rueda compactadora NM360-YLJ de alta resistencia y 360 grados, resistente al desgaste, que resolvió el problema de control de dispersión uniforme del nano TiC y la austenita metaestable en la matriz de martensita y, por primera vez a nivel internacional, logró una flexión de 180° de placas de acero resistentes al desgaste después de la soldadura y una gran fatiga por carga sin propagación de grietas en la soldadura, aplicada a compactadores de superficies de roca dura de gran tamaño y otros equipos extremos fabricación. Los indicadores de soldadura, conformación y desgaste por fatiga de placas de acero han alcanzado un nivel líder internacional.

Fuimos pioneros en la tecnología de control de baja tensión interna de placas de acero resistentes al desgaste «enfriamiento a temperatura restringida y circulación de aire caliente de alta precisión», resolviendo el problema internacional de baja tensión residual y control de alta uniformidad para placas de acero anchas y gruesas de alta resistencia al desgaste de 1100 ~ 2000 MPa, que cumplían con los requisitos de soldadura larga, estampado, estampado profundo, doblado multietapa de ángulo grande, prensado con rollo y prensado de rollos. Hemos desarrollado con éxito el primer conjunto del mundo de enfriamiento a temperatura restringida de placas de acero, equipos de enfriamiento por prensado en rollo de planchas de acero y tecnología de enfriamiento de alta planitud, con un grosor de 4 mm y un ancho de 3000 mm de ancho de planchas de acero con una irregularidad de enfriamiento de placas de acero de ≤3 mm/2 m, y por primera vez a nivel internacional, se ha logrado una producción de enfriamiento por lotes. Hemos desarrollado con éxito una serie de mecanismos de enfriamiento y deformación restringidos por placas de acero resistentes al desgaste y métodos de enfriamiento con baja tensión residual, hemos inventado el sistema de rollo de servocontrol de alta rigidez de múltiples soportes, la cuchilla de agua Array Jet, la detección inteligente y el autoaprendizaje de la forma de las placas, etc., y hemos desarrollado la tecnología de control de transmisión de alta relación de velocidad y gran relación de velocidad, la tecnología de control síncrono hidráulico multicilíndrico, la tecnología de enfriamiento por estiramiento diferencial, la tecnología de enfriamiento asimétrico, el control de optimización del espacio entre balanceo tecnología, tecnología de control de la forma de la placa de cabeza y cola, etc. Conjunto completo de tecnología de enfriamiento por prensado en rollo de placas de acero ultrafinas, enfriamiento de placas de acero sin golpes en la cabeza y la cola, onda media/borde y otros defectos de forma de placa, sentando las bases tecnológicas del equipo para la producción, investigación y desarrollo de placas de acero de alta calidad resistentes al desgaste.

Hemos desarrollado con éxito una tecnología de templado con circulación forzada por convección forzada de aire caliente de alta precisión de 150 ~ 750° C, con una uniformidad de ± 3° C durante el templado y una uniformidad a baja temperatura que alcanza un nivel líder internacional. Hemos estudiado el mecanismo de interacción del campo de combustión, el campo de temperatura y el campo de flujo bajo un calentamiento por chorro de impulsos de múltiples fuentes, hemos analizado el mecanismo de control de la transferencia de calor acoplada por convección, radiación y conducción en estado no estacionario y hemos aclarado los factores que influyen y las leyes del campo de temperatura y el campo de flujo. Basándonos en el control ordenado por matrices para mejorar la uniformidad de la temperatura del horno, hemos desarrollado una tecnología de control de transferencia de calor de alta precisión y calentamiento de alta uniformidad basada en un chorro de aire caliente de circulación de alta resistencia.

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Baosteel Group y Baohui Steel Limited

La innovación continua y los avances de Baosteel en el campo del acero resistente al desgaste han llevado al desarrollo de nuevos materiales, como el tuf NM500 y el NM600, con un excelente rendimiento en dureza, resistencia al desgaste y resistencia al impacto a bajas temperaturas. Estos productos han sido reconocidos por industrias nacionales y extranjeras, incluidas empresas de renombre mundial como SANY y China Shipbuilding. Baohui Steel Limited, como distribuidor de acero profundamente involucrado con Baosteel durante más de veinte años, tiene un conocimiento exhaustivo de los productos de Baosteel y mantiene un stock suficiente a largo plazo. Al mismo tiempo, participa activamente en el desarrollo de la serie de nuevos productos de acero resistente al desgaste de Baosteel, posee una gran reserva técnica y puede ofrecer a los clientes los últimos productos de acero resistentes al desgaste, así como un soporte técnico completo. Si tiene alguna pregunta relacionada con los productos y la tecnología, póngase en contacto con nosotros, y contaremos con expertos profesionales en acero para responder por usted.