特种耐火钢材

【需求背景】 随着我国超高层、大跨径桥梁、城市隧道、地下综合管廊及重大基础设施建设的快速发展，结构在火灾等极端高温工况下的安全性日益受到关注。 普通结构钢材在600℃时屈服强度已损失约50%，在1000\~1100℃火灾高温下强度与弹性模量几乎完全丧失（通常低于常温的10%），是火灾中钢结构失稳坍塌的主要原因。 现行国家标准（如GB 51249《建筑钢结构防火技术规范》）所涉及的耐火钢，多以保证600℃、3h内维持常温2/3强度为设计目标，无法满足石化、电力、交通隧道以及城市综合管廊等火灾温度可能持续攀升至1100℃场景的长时效耐高温需求。 因此，亟需研发在1100℃极端高温下仍能有效保持屈服强度与弹性模量（不低于常温水平30%）的特种钢材，并保障其焊接接口在同等高温条件下具备与母材一致的性能，从而在不依赖厚重防火被覆的前提下，从材料本征层面提升重大工程结构的抗火冗余与全生命周期安全。 【需解决的主要技术难题】 1. 极端高温下组织稳定性与强韧化机制：需通过Cr、Mo、Nb、V、Ti及微合金化设计，在1100℃下抑制奥氏体晶粒长大、稳定铁素体/贝氏体组织并保留析出相强化效果，破解“高温软化—组织粗化”耦合失效难题。 2. 高温弹性模量保留机理：弹性模量对温度极度敏感，需阐明高温下原子键合与位错结构演变规律，建立成分—工艺—1100℃弹性模量保留率的定量关系。 3. 焊接接口同条件性：焊缝及热影响区（HAZ）在焊接热循环后易出现软化、脆化或组织不均，需研制匹配焊材与焊接工艺，确保焊缝及HAZ在1100℃下同样保留不低于常温30%的屈服强度与弹性模量，实现“母材—焊缝—热影响区”性能同源。 4. 多目标协同：在保障1100℃高温性能的同时，须兼顾常温力学性能、焊接性、冷加工性能与工程经济性，避免合金过量导致脆化或成本失控。 【期望实现的主要技术目标】 a. 1100℃高温下，钢材屈服强度≥常温值的30%，弹性模量≥常温值的30%； b. 焊接接口（焊缝+热影响区）在1100℃下屈服强度与弹性模量均≥常温值的30%，与母材同条件； c. 常温力学性能满足GB/T 1591对应牌号（不低于Q355级）要求，屈强比、伸长率符合标准； d. 焊接工艺评定符合GB 50661要求，可焊性良好，现场施焊无需特殊预处理； e. 形成成套“成分设计—冶炼—控轧控冷—焊接”工艺方案，并提交企业/行业标准建议稿1份及第三方高温性能检测报告。 【技术需求】 ](https://www.kczg.org.cn/needs/index?type=1) — 采集元信息 — 需求单位：中铁\*\*\*公司 所在地区：陕西省 西安市 灞桥区 合作方式：委托开发 预算：¥10万 截止日期：2026-10-30 发布日期：2026-08-10 数据来源：科创中国 来源链接：https://www.kczg.org.cn/needs/detailThe?type=1&id=8423784