可節(jié)能的大型運(yùn)輸機(jī)械用高強(qiáng)鋼
船舶用高功能鋼材—YP460MPa級(jí)鋼。近年來，造船領(lǐng)域采用集裝箱遠(yuǎn)距離貨運(yùn)量不斷增加，促進(jìn)了集裝箱船的大型化快速發(fā)展。最近，已開始建造超過15000TEU的巨型集裝箱船。因?yàn)榧b箱船的結(jié)構(gòu)是開口大，艙口邊圍板和船底板等構(gòu)件使用高強(qiáng)度且壁厚材，使用YP390MPa級(jí)最大板厚65mm以上的鋼板。在大型集裝箱船中，可采用船體的輕量化和減少板厚來提高作業(yè)效率。因此，對(duì)高強(qiáng)鋼（YP460MPa級(jí)鋼）的需求日益提高。
在集裝箱船的高強(qiáng)度厚壁材的焊接中，采用高能效立焊法的二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊（EGW）。這種大線能量焊接存在焊接熱影響區(qū)（HAZ）組織易粗大化，焊接接頭部韌性易于劣化的問題。為了應(yīng)對(duì)這些問題，在進(jìn)一步改善加工熱處理和高度微合金化控制的大線能量焊接熱影響區(qū)韌性提高技術(shù)“JFEEWEL”的基礎(chǔ)上，開發(fā)了大線能量焊接接頭特性優(yōu)良的YP460MPa級(jí)鋼，開發(fā)鋼通過粗晶區(qū)寬度極小化和內(nèi)部組織的微細(xì)化達(dá)到HAZ優(yōu)良的韌性。
為了保證大型集裝箱船的安全性，JFE公司開發(fā)了應(yīng)對(duì)船舶大型化大線能量焊接特性優(yōu)越的YP460MPa級(jí)鋼，具有高止裂性的YP390MPa以上的鋼板。開發(fā)的鋼板目前已應(yīng)用于實(shí)際船舶建造。
建筑機(jī)械和產(chǎn)業(yè)機(jī)械用高功能鋼材—JFEHYD960LE、JFE-HYD1100LE。為了應(yīng)對(duì)建筑和產(chǎn)業(yè)機(jī)械的大型化、使用環(huán)境的嚴(yán)酷化以及使用鋼材高強(qiáng)化、高韌性化的要求，JFE公司開發(fā)了具有良好低溫韌性的建筑機(jī)械和產(chǎn)業(yè)機(jī)械用超高強(qiáng)度厚板“JFEHYD960LE”和“JFE-HYD1100LE”。該開發(fā)鋼在材質(zhì)設(shè)計(jì)上采用由加工硬化奧氏體直接淬火處理的過冷奧氏體形變熱處理的同時(shí)，還采用了在線熱處理工藝（HOP）快速加熱回火，使有效晶粒微細(xì)化，產(chǎn)品特點(diǎn)是鋼材中的滲碳體均勻分散。通過這些組織控制，該開發(fā)鋼顯示出良好的低溫韌性，抗延遲斷裂特性優(yōu)越，同時(shí)，因低成分設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了良好的焊接性。HOP處理后形成的碳化物形態(tài)控制技術(shù)和材質(zhì)控制技術(shù)用于JFE-HITEN610U2、JFE-HITEN780LE等抗拉強(qiáng)度在600MPa以上的高強(qiáng)度HITEN系列鋼。
可節(jié)省資源和提高安全性的高功能鋼材
建筑用高功能鋼材—低YR550—780N/mm2級(jí)高強(qiáng)度鋼。隨著高層建筑物大型化和長跨度化的需求增加，建筑結(jié)構(gòu)用鋼擴(kuò)大了高強(qiáng)度鋼板的應(yīng)用范圍。使用高強(qiáng)度鋼材可減少所需構(gòu)件的截面以減輕鋼材重量和焊接材料重量、減輕鋼架加工、搬運(yùn)以及建筑方的負(fù)荷，所以，構(gòu)件截面大的高層建筑宜采用高強(qiáng)度鋼材。
由于母材性能和焊接性、制造成本等的限制，現(xiàn)在主要采用抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)以下的鋼板。作為建筑結(jié)構(gòu)用鋼，因?yàn)榫哂辛己玫目拐鹦阅?，所以屈?qiáng)比低很重要。多數(shù)情況下鋼材的高強(qiáng)度化使屈服比上升，為此，在生產(chǎn)低590MPa級(jí)鋼板時(shí)，一般采用復(fù)雜的離線多段熱處理工藝。
JFE針對(duì)需要離線多段熱處理的低YR780MPa級(jí)鋼板運(yùn)用TMCP和感應(yīng)加熱型在線熱處理HOP工藝，由于鋼板顯微組織為貝氏體主體組織和微細(xì)島狀馬氏體的復(fù)合組織，作為建筑結(jié)構(gòu)用鋼，達(dá)到了優(yōu)越的母材力學(xué)性能和良好的焊接性以及焊接部位韌性。
管線鋼管用高功能鋼—高強(qiáng)度高應(yīng)變管線鋼管JFE-HIPER。管線鋪設(shè)地區(qū)向寒冷地域、地震地帶、深?；蛄蚧瘹錃怏w環(huán)境的嚴(yán)酷地區(qū)擴(kuò)展。地震地帶和不連續(xù)凍土地帶的管線，有時(shí)會(huì)發(fā)生地基變動(dòng)導(dǎo)致的大規(guī)模管線鋼管的塑性應(yīng)變，所以，在地震地帶和不連續(xù)凍土地帶管線鋪設(shè)將采用基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)的新設(shè)計(jì)方法，在這種設(shè)計(jì)中所用的管線鋼管要求抗高壓縮和拉伸應(yīng)變的高應(yīng)變性能。
高強(qiáng)度高應(yīng)變管線鋼管JFE-HIPER采用使硬質(zhì)M-A分散在貝氏體母相中的新的雙相組織控制技術(shù)生產(chǎn)。作為應(yīng)變性能的一個(gè)指標(biāo)有壓縮應(yīng)變時(shí)的限界壓曲變形，如果鋼管的形狀參數(shù)D/t（外徑和管壁厚之比）增加，壓曲變形降低。與傳統(tǒng)鋼相比，JFEHIPER具有高極限壓曲變形，如果是相同形狀的管線鋼管，安全性高于傳統(tǒng)鋼。而且，即使D/t增加也可獲得與管壁厚的傳統(tǒng)鋼管同樣的壓曲變形，管壁厚度的降低，可減少鋼材使用量。
JFE-HIPER不僅在日本國內(nèi)使用，而且以X65-X80級(jí)為主，在中國和北美作為陸地管線鋼管運(yùn)用也已超過2萬噸。今后可期待向地震地帶、東西伯利亞等項(xiàng)目擴(kuò)大應(yīng)用。
可使汽車輕量化的先進(jìn)高強(qiáng)鋼
汽車外面板用440MPa級(jí)烘烤硬化型高強(qiáng)鋼—UNI-HITEN。汽車外面板首先要求的是外觀品質(zhì)，沖壓加工時(shí)產(chǎn)生的變形與鋼板的屈服強(qiáng)度成正比，所以是高強(qiáng)度化最難的部件。為了解決這一問題，JFE開發(fā)了利用涂漆、熱硬化的烘烤硬化型（BH）鋼板。新開發(fā)的UNI-HITEN鋼是將沖壓加工前的屈服強(qiáng)度抑制在與340MPa級(jí)BH鋼板同等的低水平，涂漆烘烤后獲得與440MPa級(jí)同等屈服強(qiáng)度的高強(qiáng)度BH鋼板，耐凹痕性比340MPa級(jí)提高了20%。
一般340MPa級(jí)以下的BH鋼板大多采用以鐵素體單相鋼的IF鋼為基底，殘留微量固溶C的控制方法。采用該方法如果進(jìn)一步提高強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度就會(huì)上升。因此，在開發(fā)UNI-HITEN鋼中，JFE以含有微量V的傳統(tǒng)590MPa級(jí)DP鋼為基板，代替V添加Mn的2.2%Mn鋼以及為確保鐵素體晶粒成長性和淬透性添加B等。
UNI-HITEN鋼可用于汽車車門和發(fā)動(dòng)機(jī)罩，2010年冷軋材開始量產(chǎn)，2011年GA材開始量產(chǎn)。由于鋼板減薄，汽車車門實(shí)現(xiàn)1.1公斤/臺(tái)的輕量化。
車身鋼架用冷軋超高強(qiáng)鋼—WQHITEN。汽車座艙為保護(hù)乘員，要求沖撞時(shí)不產(chǎn)生變形，980MPa級(jí)以上的冷軋超高強(qiáng)鋼的應(yīng)用日益增加。JFE公司開發(fā)了為生產(chǎn)超高強(qiáng)鋼所需的連續(xù)退火設(shè)備，20世紀(jì)70年代最早將超高強(qiáng)鋼商品化。運(yùn)用CAE成形加工技術(shù)，將超高強(qiáng)鋼依次用于保險(xiǎn)杠加強(qiáng)筋、車門防撞梁、座椅框架和車身部件等，有助于車身的輕量化。
對(duì)座艙用冷軋超高強(qiáng)鋼，根據(jù)要求的強(qiáng)度和特性，JFE開發(fā)出析出強(qiáng)化鋼、DP鋼、馬氏體鋼、TRIP鋼等系列產(chǎn)品。其中DP鋼、馬氏體鋼主要采用水淬方式的連續(xù)退火設(shè)備（WQ-CAL）制造，具有如下特點(diǎn)：伸長率（El）和拉伸凸緣性（λ）平衡不同的TS780-1470MPa級(jí)的系列產(chǎn)品；低C含量成分設(shè)計(jì)的優(yōu)越點(diǎn)焊性和耐延遲斷裂性；冷卻均勻性和前饋控制材質(zhì)穩(wěn)定性等特點(diǎn)。
WQ-HITEN的1180MPa級(jí)鋼也有低YR型和高λ型。作為同等強(qiáng)度級(jí)別，低YR型具有非常高的伸長率，可以深沖成形，適用于車門防撞梁等傳統(tǒng)的熱沖壓制造部件，但對(duì)比傳統(tǒng)更深的斷面形狀采用冷沖壓WQ-HITEN鋼，成功獲得了同等性能。
作為最大限度地運(yùn)用WQ-CAL特點(diǎn)的汽車實(shí)用鋼，冷軋1320MPa級(jí)、1470MPa級(jí)鋼是具有最高水平的TS（抗拉強(qiáng)度）的鋼板。采用極力降低C的馬氏體單相組織，彎曲加工性、點(diǎn)焊性、抗延遲斷裂性優(yōu)越，有助于保險(xiǎn)杠加強(qiáng)筋和鋼管車門梁的輕量化。
懸掛、框架用熱軋高強(qiáng)鋼—NANO-HITEN、SB-HITEN。與車身鋼架部件相比，懸掛、臂等汽車懸掛部件的板厚要厚，所以，主要使用熱軋鋼板。懸掛部件除要求擴(kuò)孔等加工性和強(qiáng)度、剛性外，還要求耐疲勞性和耐腐蝕性等。現(xiàn)在大多使用TS449—590MPa級(jí)鋼板，車企希望開發(fā)強(qiáng)度更高的780MPa級(jí)鋼板。
NANO-HITEN是為適應(yīng)這種用途開發(fā)的熱軋鋼板，具有下列特點(diǎn)：有加工性優(yōu)越的鐵素體單一組織；用微細(xì)化到幾納米大小的碳化物強(qiáng)化；碳化物的熱穩(wěn)定性極高；為通過碳化物的微細(xì)化，獲得充分的強(qiáng)度，可以不添加Si等固溶強(qiáng)化元素。
NANO-HITEN比傳統(tǒng)的復(fù)合組織型高強(qiáng)鋼的擴(kuò)孔性高。傳統(tǒng)復(fù)合組織型高強(qiáng)鋼，軟質(zhì)相和硬質(zhì)相的變形能差異大，所以，在沖孔周圍從軟質(zhì)相和硬質(zhì)相的界面發(fā)生微空隙，如果強(qiáng)度提高，相的硬度差（變形能之差）變大，擴(kuò)孔性大大降低，但鐵素體單一相組成的NANO-HITEN可以避免這種現(xiàn)象。此外，NANO-HITEN因?yàn)椴惶砑覵i，與添加Si的普通熱軋高強(qiáng)鋼比，780MPa級(jí)的NANO-HITEN鋼具有良好的加工性和耐久性。NANO-HITEN鋼通過增加微細(xì)碳化物的量可以提高強(qiáng)度，現(xiàn)在已開發(fā)出1180MPa級(jí)高強(qiáng)鋼。作為析出強(qiáng)化的特征之一是屈服比（YS/TS）高，例如，1180MPa級(jí)的NANO-HITEN鋼與1470MPa級(jí)的熱沖壓材呈同等的YS，不僅用于懸掛部件，而且還將擴(kuò)大用于沖擊吸收能成為問題的車身鋼架部件。