不锈钢在紧固件上应用有所突破
不锈钢是应用极为广泛的材料，在人们生产生活中随处可见。这种添加了铬、镍等元素的合金钢，出于提高抗腐蚀能力的需要，必须降低碳含量，而碳含量一低，强度就很难提高，这也限制了不锈钢作为结构材料的应用范围。有没有这样一种不锈钢，它既能减少贵重金属的添加量以节约成本，又能提高材料强度以扩大应用范围，还要有良好的抗腐蚀性能以减少维护成本并提高成品使用寿命？
2004年列入国家973计划的“提高钢铁质量和使用寿命的冶金学基础研究”项目已于2009年通过验收，该项目以提高冶金质量为基础，以材料学为先导，以延长钢的使用寿命为目标。主要成果有：设计并开发出低镍、高强度、低成本、高耐磨性、低磁甚至无磁的资源节约型不锈钢原型钢；在常压下利用现有冶金工艺流程冶炼并连铸出了氮含量达0.64％的高氮钢；研究开发出了经济型高强高韧亚稳钢。这些成果有利于提高我国钢铁企业的竞争力，拥有广阔的市场应用前景。
上世纪70年代，世界上就已经有高氮不锈钢出现，用廉价的取之不尽的氮代替昂贵稀缺的镍，同时还提高了不锈钢的强度和抗局部腐蚀能力。阻碍氮作为合金元素广泛使用的主要因素是氮的加入问题，在大气压下氮溶解度非常低，加入很困难，由于加入量少，其有利影响不太明显，高氮钢的普遍生产方式是加压冶炼，需要特殊的生产设备，这就大大增加了高氮钢的生产成本并限制了它的产量。
钢铁研究总院结构材料研究所副所长苏杰博士是“提高钢铁质量和使用寿命的冶金学基础研究”项目中“资源节约型不锈钢研究”课题组的负责人，他说：“我们在常压下利用现有冶金工艺流程实际冶炼并连铸出了氮含量达0.64％的高氮钢，并轧制成20mm和14mm的宽幅板，这表明高氮钢冶炼和热加工的瓶颈问题已基本解决，在2009年高氮钢会议上引起强烈反响，具有世界水平。”
理论问题的解决，使研究者们可根据企业需要，开发出满足不同工业需求的系列氮合金化资源节约型不锈钢，从而实现低成本高性能新品不锈钢的生产应用。
苏杰举例说：“比如，氮加到一定程度，可以制成*不含镍的不锈钢。有一定比例的人群对镍是过敏的，因此这种无镍高氮钢材料就可以用于人体植入物、手表、眼镜架等。现在‘飞亚达’手表正在跟我们谈合作。”
研究者们还发现碳、氮混合加入可制成加工塑性好的亚稳钢。“这种材料可用于汽车零件以及火车车体的制造，比现用的301钢成本低20％～40％，力学性能更优，耐蚀性能接近，市场前景十分广阔。目前此项目已进行了半工业化实验。”
这是将来可以做到的，那么，课题组目前已经成功用aod炉（一种常用的不锈钢精炼设备）生产的高氮原型钢又可用于哪些地方呢？
根据高氮原型钢的性能特点，由于其具有和目前大量使用的304不锈钢相当的耐蚀性能，并具有比304不锈钢高2倍的强度，且价格低廉，和304不锈钢相比具有很大的竞争优势，因此可以在部分领域替代304不锈钢。到目前为止，课题组重点将此原型钢推广应用于如下几方面：矿山开采和洗煤用耐磨蚀设备；高强度不锈钢紧固件；高强度建筑钢筋；防弹装甲。其中，采用原型钢制造出的煤矿洗煤用筛网，已成功应用于工业生产中，并表现出优异的耐磨蚀性能。经过与国家标准件产品质量监督检验中心的合作，已成功试制出m12螺栓，并准备进一步试制m20螺栓。一旦试制成功，并制定相应的技术规范，可广泛替代目前304不锈钢制造的紧固件，产生巨大的经济效益。
苏杰预测，如果国家标准和建筑规范可以跟上的话，钢筋将成为高氮原型钢市场前景zui大的应用方向。目前我国的桥梁等建筑都用的是普通钢筋，没有采用不锈钢钢筋，而上寒冷地区及沿海地区的桥梁等建筑很多都采用不锈钢钢筋。高氮钢制成的不锈钢钢筋比普通钢筋强度更高，耐腐蚀性更好，还具有零维护的优点。按原型钢的强度级别，可替代目前应用的ⅳ级钢筋，其120年的使用寿命和零维护特性会让总使用成本大大降低。
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