第一篇：钢铁材料组织与性能控制
钢铁材料组织与性能控制
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专业：
冶金工程
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任课教师：
王
1、钢铁材料强化的基本方法有哪些？分别用文献上具体的实例加以说明！
钢铁材料强化的基本方法主要有固溶强化、形变强化、分散强化、细晶强化、相变强化。
（1）固溶强化
固溶强化是将合金元素加入到钢铁材料基体金属中形成固溶体以达到强化金属的方法。一般来说,固溶体总是比组成基体的纯金属有更高的强度和硬度,随着合金元素含量的增加,钢的强度和硬度提高。但是当合金元素的含量适当时,固溶体不仅具有高的强度和硬度,而且有良好的塑性和韧性。它是 利用固溶的置换式溶质原子或间隙式溶质原子来提高基体金属的屈服强度的方法。
例如，热轧态的 316L 不锈钢中厚板要经过固溶处理才能交付使用，其目的是使热轧过程中析出的碳化物在高温下固溶于奥氏体中，通过急冷使固溶了碳的奥氏体保持到常温，减少钢中铁素体含量;通过固溶参数的调整，可以对钢的晶粒度进行控制，使钢的组织得到软化，由于固溶处理过程中温度、保温时间和冷却速度等因素，对组织均匀性、力学性能和耐蚀性都有很大的影响。因此准确制定合理的固溶处理工艺参数对 316L 不锈钢生产非常重要，316L 不锈钢经过固溶处理后的韧性要明显比未经过处理的韧性好。
（2）形变强化
利用形变使钢强化的方法。也称应变强化或加工硬化。对于不再经受热处理，并且使用温度远低于材料再结晶温度的金属材料(譬如低碳低合金钢)，经常利用冷加工(冷形变)手段使之通过形变强化来提高强度。
例如，奥氏体不锈钢304L和304LN的形变结构中出现层错、晶界、和退火孪晶处的位错塞积、位错胞状组织和形变孪晶。形变过程中发生的组织结果变化均产生加工硬化，其中位错塞积和形变孪晶的贡献大。
高强度高碳钢冷拔钢丝，它是工业上强度最高的钢铁制品，抗拉强度可以达到4000MPa, 这就是用强烈冷变形的方法取得的。
（3）分散强化
分散强化是在钢铁材料中第二相以细小弥散的颗粒均匀分布于基体金属中产生显著的强化作用,使钢铁材料的强度提高。分散强化分为沉淀强化和弥散强化二种。如果钢铁材料经时效处理或回火后,沉淀析出细小弥散的第二相粒子,这种强化作用称为沉淀或时效强化。如果第二相细微颗粒借助于粉末冶金方法加入起强化作用,则称为弥散强化。
例如，钢中的碳化物对钢性能的影响。随着含碳量的提高，热轧钢材的抗拉强度由10号钢的300MPa提高到共析钢800MPa的数值。
含铜高纯低碳钢，随着铜在钢中作为强化元素之应用的日益广泛,对铜的合金化作用及其对性能的影响进行了深入研究与再认识。铜作为强化元素越来越多地加入到钢中,尤其是超低碳钢。铜在0.5%以下时对钢的塑性无明显影响。增加含铜量具有沉淀强化作用。已知在850℃时,铜在铁素体中的溶解度最大,约为2.1%,低于850℃时溶解度迅速降低。在时效过程中,将从固溶态的过饱和α相中析出ε-Cu过渡相而引起强化。同时保持钢的高塑性。含1.12%Cu的高纯钢经过固溶处理,大多数铜保留在过饱和铁素体中,起着较弱的固溶强化的作用,硬度约为110 HV。经550℃时效,铜以细小弥散G.P区颗粒析出,达到时效峰,硬度可达180 HV产生显著沉淀强化。
（4）细晶强化
晶强化是是钢铁材料的晶粒更细,晶界更多,使晶界对位错的运动阻力更大,从而使钢铁材料的强度提高,并改善塑性和韧性。细晶强化还可使钢铁材料的脆性转变温度降低,使钢件能适应寒冷地区的工作性能要求。它并且是可以提高钢材强度而不恶化韧性的一种强化方式。细化晶粒是众多材料强化方法中唯一可在提高强度的同时提高材料延性的强化方法。
例如，细晶强化对中锰马氏体钢的强化作用，原始奥氏体晶粒尺寸随碳含量增加无规律地变化；板条束尺寸和不同临界角（简称CA）的晶粒尺寸随着碳含量的增加逐渐降低。在一定含量下，随着碳含量的增加，晶粒尺寸细化，细晶强化增量增加，随着碳含量的增加，屈服强度和抗拉强度都逐渐提高。
（5）相变强化
相变强化主要是指马氏体强化与贝氏体强化。尽管在很多金属和合金中都能发生马氏体型相变，但并不是所有的马氏体都具有高强度。含碳（氮）的铁合金马氏体显示出最强烈的强化（硬化）效应，因此它们是钢铁材料强化的重要途径。相变强化不是一种独立的强化机制，它实际上是固溶强化、弥散强化、形变强化、细晶强化的综合效应。
例如，铁—镍合金在一般晶粒度范围内，纯铁多晶体的流变应力约为70MN/m2, 这个数值就是纯铁（单晶）本身的强度加上多晶体晶界的贡献。以此为基础，当铁中溶入镍时，再结晶过的合金的流变应力随含镍量而增加，其增量就是镍固溶强化的效果。
镍含量较低时，铁—镍马氏体的强度变化大致和再结晶过的合金平行地随镍含量的增加而增加，这是精细结构因素引起的强化，这里包括位错密度、马氏体晶体的界面、胞壁或内孪晶界面等引起的影响。
2、在桥梁、锅炉、大船、工程机械和战略储油罐等方面的建造都需要高性能的中厚板，我国钢铁行业有40条左右的中厚板生产线，钢铁材料的高强化是发展趋势，目前高强（大于700MPa）中厚板的应用越来越广。请根据金属学原理、文献资料以及所生产钢种可能的服役条件等，从定量或定性角度来设计所生产某种高强中厚板的成分和工艺路线。
矿山开采和各类工程用的设备,如钻机、电炉、电动轮翻斗车、挖掘机、装载机、推土机、各类起重设备及煤矿液压支架等机械装备总称为工程机械。这些机械的制造所需的焊接结构部件用材通常称为工程机械用钢,属于焊接高强度钢范畴。对于焊接高强度钢,其主要用于工程机械的主要结构,承受复杂多变的周期载荷,因此要求钢材具有高的屈服强度和疲劳极限,良好的冲击韧性、冷成形性和优良的焊接性能。
设计生产一种高强中厚板满足高强工程用钢的要求，主要用于生产煤矿液压支架。成分设计Nb、v、Ti微合金化和降C提Mn的思路。因为微合金化元素与控轧控冷相结合可产生如下强化作用:(l)未溶解的Nb、V、Ti的碳、氮化物颗粒分布在奥氏体晶界上,可阻碍钢在加热时的奥氏体晶粒长大。(2)未溶解的Nb、V、Ti的碳、氮化物可阻碍奥氏体再结晶。(3)在轧制中有些合金碳、氮化物会在位错、亚晶界、晶界上沉淀以进一步阻碍动态再结晶和轧后静态再结晶的产生。(4)在γ→α相变中发生相间沉淀,形成非常细小的合金碳化物,起沉淀强化的作用。(5)轧制时形成的高密度位错被碳化物钉扎,会增大位错运动的阻力。
C是传统钢的强化元素,而且也是最经济的元素。但它对韧性和焊接性能十分有害。降碳必然导致强度的降低,但其强度损失拟用其他方法来弥补。
Mn使钢具有较高的强度和硬度，提高钢的脆性，改善钢的热加工性能，在碳含量相同的清况下,随着锰含量的增加,强度提高,同时使韧脆转变温度下降。
Nb是取得良好控轧效果的最有利的微合金化元素，铌在阻止形变奥氏体的回复再结晶方面的作用最大。
Ti的化学性很大,易与碳、氮、硫等形成化合物。钛与氧的亲和力很强,所以在铝镇静钢中经充分脱氧后,才用来作合金元素。钛还可以作为钢中的硫化物变性元素使用,以改善钢板的纵横性能差。
V的溶解温度较低,与铌相比阻止再结晶的作用较弱,仅在900℃以下对再结晶才起推迟作用,具有轻微的细化组织作用,但其沉淀强化作用比较显著。
Ti、V、Nb的固溶原子和析出的碳氮化物
本钢材要达到的力学性能屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率≥17%，冲击性能（-20℃）≥47J。180°冷弯d=3a完好。
参照文献同类产品的成分设计制定本高强度中厚板的成分。
表1成分设计要求（%）
C Si
Mn
P
S
Nb
V
Ti ≤0.10 0.50 1.60 ≤0.030 ≤0.025 ≤0.06 ≤0.10
≤0.02
通过LF和RH真空处理降低钢中P、S含量及夹杂物，净化钢水；合理控制碳当量,保证高的强度和可焊性。优化微合金化工艺，采用Nb、V、Ti、Als复合以达到细化晶粒,固化游离氮,改善焊接性能；采用Al终脱和Ca处理Al2O3夹杂，提高钢水纯净度。同时为获得轧后充分的沉淀强化和微合金析出强化效果，控制加热温度在1200℃左右，使Nb（CN）相颗粒充分固溶到奥氏体中。采用控轧控冷、弛豫控制析出原理以及微合金析出强化等工艺手段细化晶粒，提高钢板强度。通过一定程度的控制冷却,可以降低奥氏体相变温度,增加过冷奥氏体的形核率,从而达到进一步细化铁素体晶粒的目的。冷速越大越有利于细化铁素体晶粒。但过大的冷速不仅不利于板材延展性的提高,而且还存在较厚钢板冷却不均,其内部会产生较大的热应力及组织应力导致钢板变形,影响到后序充分矫直。
最终确定其工艺流程如下：铁水预处理脱硫→转炉冶炼(炉后脱氧及Nb、V微合金化)→LF精炼→RH真空处理→板坯注流保护浇注→加热炉加热→高压水除鳞→轧机二阶段控轧→控制冷却→矫直→冷床冷却→精整。
第二篇：材料结构与性能
材料结构与性能报告(1)
论文题目：块状非晶合金材料的研究进展
姓名： 学号： 学科专业： 指导教师： 入学日期： 报告日期： 报告地点：
王楚 31605051 材料工程 林莉 2016.11
研究生院制表
材料结构与性能报告(1)1概述
一般认为，凝聚态的物质大致可以分为三类：晶态物质、准晶态物质和非晶态物质。非晶态合金是指固态时其原子的三维空间呈拓扑无序排列，并在一定温度范围保持这种状态相对稳定的合金。最早有关非晶态合金的文献是由融Kamer于1934年首次报道的。而后，1960年，Duwez[1]等首先采用喷枪法在Au．Si合金中获得非晶态合金，从而开创了材料研究的新领域一非晶态合金材料。非晶合金具有优异的物理性能、化学性能和力学性能，特别是优良的软磁性能，在许多领域中己得到应用。一般说来，非晶态合金均需要通过熔体快淬的方法来获得，它需要非常高的冷却速率(10 6 /s 以上)。由于临界冷却速率的限制，非晶态合金的三维尺寸受到很大的限制，只能获得很薄或很细的片、丝和粉末状非晶合金。
大块非晶合金材料是近年来采用现代冶金技术合成的一种具有特殊性能的新型先进金属材料。对大块非晶的研究无论在理论上还是在应用上都有重要意义。首先，大块非晶体系是一些全新的多组元体系，其合金熔体具有极大的热力学过冷度，过冷液体的动力学行为类似于氧化物玻璃，这使得人们重新思考传统的非晶形成理论。另外，大块非晶合金大都具有明显的玻璃转变和宽的过冷液相区，这为深人研究非晶合金的玻璃转变特征和过冷液态的结构和物性提供了理想材料。在应用上，由于具有奇特的物理、力学及化学性能, 适合于用来制造电子器件、磁性器件、精密光学器件、精密机械结构件、电池材料、体育用品、生物医学植人物以及军工先进武器构件(如穿甲武器、飞行器的构件、装甲板等)等。块状非晶合金的发展历程
非晶合金的发展大致经历了两个阶段。第l阶段为1960年(Duwez首次采用快淬方法制得Au70Si30非晶合金薄带)-1989年。这段时期，人们主要通过提高冷却速率(>104列s)来获得非晶合金，因而得到的基本是非晶合金薄膜、薄带或粉末。所研究和制备的主要是二元合金。主要研究体系可分为3大合金系：第l类合金系由过渡族金属或贵金属与类金属组成，如Pd2Si、Fe2B等。；类金属的含量为10%-30%,恰好在低共晶点组分附近。2类合金系是以LTM-ETM为基的体系，其中ETM和LTM分别代表前、后过渡族金属，LTM包括Fe、Co、Ni、Pd和Cu等，ETM包括Ti、Zr、Nb、Ta、Hf等。LTM的含量一般在20％-40％，如Zr70(Ni、Fe、Co、Pd、Rh)30、Nb60Rh40等，该体系可以在非常宽的低共晶组分范围内形成非晶，这类非晶合金发现得比较晚，1977年才首次发现属于这一类的合金,以后又逐步发现了在Ca或Sr中加入AI、Zn等组成的非晶合金[2,3]。第3类为以A族金属元素(Mg、Ca、Sr)为基体，B族金属元素(Al、Zn、Ga)为溶质的
块状非晶合金的研究进展
少冷却过程中的非均匀形核, 因而各种制备方法都有以下两个共同持征：(1)对合金母材反复熔炼, 以提高熔体的纯度, 消除非均匀形核点。(2)采用高纯惰性气体保护，尽量减少氧含量。目前，大块非晶态合金的制备方法主要有以下几类：
(l)悬浮熔炼： 将试样置于特定的线圈中，线圈中的电磁场使试样产生与外界相反的感生电动势，该感生电动势与外磁场间的斥力与重力相抵消，从而使试样悬浮在线圈中。同时, 试样中的涡流使自身加热熔化。再向试样吹人惰性气体，使其冷却、凝固；或利用通电极板间的静电场使试样悬浮，用激光加热熔化，当激光停止照射时，试样于原位冷却。试样温度可用非接触法测量。悬浮熔炼的优点是试样没有在容器中熔炼，避免了容器壁引起的非均质形核，可减小临界冷却速度。其缺点是，试验的悬浮与加热是同时通过试样中的涡流实现的，当试样冷却时也必须处于悬浮状态，即试样在冷却时还必须克服悬浮涡流带来的热量，所以冷却速度不可能很快, 增加了制备难度，制备的块状非晶合金尺寸较小。
(2)深过冷液淬法：此方法是将试样用低熔点氧化物(如B2O3)包裹起来，在石英管中感应加热熔化，最后淬入水中得到非晶态合金试样。低熔点氧化物的作用一是用来吸取合金冶炼中的杂质颗粒，避免这些颗粒成为形核的核心，二是将合金熔液与容器壁隔离开来。由于包裹物始点低于熔体熔点，因而可避免合金母材与容器壁直接接触，最大限度地避免了非均质形核。
(3)高压模铸法：该方法是将母合金放人套筒内，在高频感应线圈中熔化，再用高 压快速将合金液压人铜模内，铜模外通水使试样快速冷却。由于该方法的冷却速率很大，可以获得较大体积的非晶态合金。
此外还有定向凝固、射流成形、压实成型等多种大块非晶合金制备工艺。国内关于大块非晶合金的研究开展不多，主要采用落管、氧化物包裹、磁悬浮、射流成形及水淬 等技术制备大块非晶合金。国内制备的大块非晶合金的最大直径为90mm。由于目前制备的非晶合金的尺寸较小，影响了非晶合金作为结构材料的使用范围。块状非晶合金的微观结构
非晶合金的原子在三维空间呈拓扑无序状排列，不存在长程周期性，但在几个原子间距的范围内，原子的排列仍然有着一定的规律，因此可以认为非晶态合金的原子结构为“长程无序，短程有”。通常定义非晶态合金的短程有序区小于1.5nm，即不超过4-5个原子间距，从而与纳米晶或微晶相区别，短程有序可分为化学短程有序和拓扑短程有序两类。
材料结构与性能报告(1)4.1化学短程有序
非晶态金属至少含有两个组元，除了不同类原子的尺度差别、稳定相结构和原子长程迁移率等因素以外，不同类原子之间的原子作用力在非晶态合金的形成过程中起着重要作用。化学短程有序的影响通常只局限于近邻原子，因此一般用近邻组分与平均值之差作为化学短程有序参数，对于二元A-B体系为：
up=1-ZAB/(ZcB)=1-ZBA/(ZcA)其中ZAu和ZuA分别代表A(或B)原子近邻的B(或A)原子配位数，Z是原子总配位数。cA和cu分别是A与B原子在合金中的平均浓度。当A和B两种原子直径明显不同时，A原子的总本位数ZA与B原子的总配位数Zi3不再相同，ZA≠Ze，这时短程有序另一种定义。
4.2拓扑短程有序
指围绕某一原子的局域结构的短程有序。常用几种不同的结构参数描述非晶态与合金的结构特征，主要有原子分布函数、干涉函数、近邻原子距离与配位数和质量密度。原子分布函数，设非晶态结构是各向同性的均匀结构，其平均原子密度Po为--定体积y中包含的原子数N:
Po=N/V 描述某一原子附近的密度变化可用径向分布函数RDF(r):
RDF(r)=4*3.14xr2p(r)
其中r是距某中心原子的距离，p(r)是距离r处的密度，由上式可知，RDF(r)dr代表以某个原子为中心，在半径r处、厚度为dr的球壳内的原子数，从而RDF(r)=dN/dr表示原子数目(密度)随距离增加的变化。
定义约化径向分布函数G(r)为:
G(r)=4x3.14*r[p(r)-po] 几种过渡金属-类金属非晶态合金的约化径向分布函数如图8-1所示，函数值随着与中心原子的距离增大而呈有规律的起伏。此外，还定义双体分布函数g(r): z(r)=p(r)/p。
当合金中包含几种不同类原子时，引入偏径向密度函数pii(r)、偏双体分布函数gii(r)、偏约化径向分布函数GO(r)等参数描述原子之间的结构关系。例如，pji(r)指与某个第i类踩子的距离为r处，单位体积中第j类原子的数目。上述各个原子分布函数中，原子密度p(r)和原子径向分布函数RDF(r)有明确物理意义，G(r)的物理意义虽然不明确，但它同RDF(r)一样能反映非晶态结构特征，对体系作x射线衍射测量得到结构因数S(Q)，块状非晶合金的研究进展
外壳等商业产品由于大块非晶中不存在晶体中的滑移位错，在较低温度下具有很好的粘滞流动性，可以较好地发生超塑应变利用这个特性，可以把大块非晶合金进行各种塑性加工，制成所需的各种形状由于其优异的力学性能和较好的热稳定性，大块非晶合金在军事方面也得到了应用，可以用来制造反坦克的动能穿甲弹。
Zr基大块非晶合金具有很高的弹性实验表明,用其做成的小球与同样大小的钢球在量筒中从相同高度(15m左右)自由落下后做弹性来回运动，前者比后者的弹动时间足足长了大块非晶合金具有很高的强度和强度-密度比，以及很好的弹性能，因而具有很好的应用潜力。基大块非晶合金由于抗拉强度高、延展性好、弹性能高、冲击断裂性能高和抗腐蚀性高，且具有非常好的能量传递性能，已被用来制作高尔夫球杆和其击球部位(球头)，使用该材料做成的高尔夫球头能够将99％的能量传递到球上。
在化学方面，由于大块非晶具有抗腐蚀、储存能量(吸氢和析氢)和高催化特性，将有可能在海洋业和能源方面得到应用。块体非晶合金在结构上是原子长程无序而近程有序排列的亚稳材料，每个短程有序的原子团可以视为一个高活性点，而这种高活性、高耐蚀性材料是最理想的电极催化材料。如果使用这种材料制作电极, 其催化活性将提高以上，可大大提高制碱工业的生产效率，降低生产成本，由此所产生的经济效益是十分巨大的。
由于新型基非晶合金具有低饱和磁致伸缩，使得它们的软磁性能可与传统的Fe-Si-B非晶合金相比拟，甚至更优。日本研制的Fe基大块非晶合金软磁材料的磁导率，比硅钢片材料及传统晶体结构的磁性材料15倍，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室也已经制备出了直径达到以上的低磁能损耗的大块基软磁产品专家预测,大块非晶合金软磁材料制品将很快应用于电子信息，如计算机、通讯设备和工业自动化等高技术产业和电力等传统产业另外，硬磁性大块非晶合金也将是一种很有潜力的永磁材料。
6结束语
非晶合金，因特殊的结构和优异的性能自产生以来一直是材料学界的热点研究领域之一。近年来对非晶合金进行了广泛的研究，取得了很大的进展，已突破昔日贵金属的限制, 许多日常重要的工程合金系统如Fe、Co、NiCu 等都可制备出块体非晶合金，这为其实际应用创造了条件，如今工程应用也已逐步兴起。但作为一类新型的材料, 非晶合金仍处于研究探索阶段，在基础理论、制备工艺和实际应用中还有许多问题亟待解决，主要体现在以下几个方面。
还没有一套完整的理论或成熟的物理模型用来指导块体非晶的研制，目前对于合金系统组元的选择还只能凭经验规律，但这些规律都不具备普适性。这主要是由于还没有充分理解非晶合金形成的本质, 因此需要加强对非晶合金物理转变过程的研究。
材料结构与性能报告(1)(2)目前所制备的块体非晶尺寸还不够大，只有Zr基、Pd基等少数几种合金体系可达较大尺寸，这在很大程度上限制了这种新型结构材料的广泛应用，因而需要我们在理解非晶合金形成本质的基础上，改进目前块体非晶制备所需的苛刻工艺条件。因机械合金化在制备非晶合金上的独特优势，目前可以优先发展机械合金化工艺。
(3)提高块体非晶的热稳定性。由于块体非晶属亚稳态材料，在热力学上是不稳定的, 只有把这类材料加热到一定温度以上才会使其变为晶态材料。因此，必须设法提高块体非晶的热稳定性，以拓宽其应用范围。
(4)任何材料都有其自身的缺陷，虽然发现了一系列具有大塑性的块体非晶合金，但总体来说其塑性都还有待提高，而且非晶合金的拉伸塑性几乎为零。长期以来，探索同时具有高强度和大塑性的金属合金材料一直是材料领域追求的目标，非晶合金塑性的进一步提高，必将为非晶合金的应用开辟更广阔的空间。
参考文献
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第三篇：【钢铁知识】合金元素对钢铁性能的影响
【钢铁知识】合金元素对钢铁性能的影响
合金元素在钢中的存在形式：
溶入铁素体、奥氏体和马氏体中，以固溶体的溶质形式存在形成强化相，如溶入渗碳体形成合金渗碳体，形成特殊碳化物或者金属间化合物
形成非金属夹杂，如合金元素与O、N、S形成氧化物、氮化物和硫化物
有些元素如Pb、Ag等游离态存在。
一、合金元素与铁的相互作用扩大奥氏体区的元素（奥氏体形成元素）
使A4点上升，A3点下降，导致奥氏体稳定区域扩大
无限扩大奥氏体区的元素：Ni, Mn, Co 有限扩大奥氏体区的元素：C, Cu, N 2.缩小奥氏体区的元素（铁素体形成元素）
使A4点下降，A3点上升，导致奥氏体稳定区域缩小
完全封闭奥氏体区的元素： Cr, Ti, V, W, Mo, Al, Si 缩小奥氏体区，但不使之封闭的元素：B, Nb, Zr
二、合金元素与碳的相互作用
1.非碳化物形成元素
主要包括：B, N, Ni, Cu, Co, Al, Si等
它们不能与碳元素形成化合物，但可以固溶于铁中形成固溶体
这些元素都位于元素周期表中铁元素的右边
2.碳化物形成元素
主要包括Ti, Zr, Nb, V, W, Mo, Cr, Mn, Fe 这些元素都位于元素周期表中铁元素的左边
它们都可与碳元素形成化合物，但形成的碳化物的性质差别很大
Fe-C相图是研究钢中相变和对碳钢进行热处理时 选择加热温度的依据，因此有必要先了解合金元素对Fe-C相图的影响。
钢中有三个基本的相变过程：加热时奥氏体的形成、冷却时过冷奥氏体的分解以及淬火马氏体回火时的转变。
合金元素对钢加热时奥氏体形成过程的影响
合金元素对减小奥氏体晶粒长大倾向的作用也各不相同。
Ti、V、Zr、Nb等强碳化物形成元素强烈阻碍奥氏体晶粒长大，细化晶粒。
W、Mo、Cr阻止奥氏体晶粒长大的作用中等。
非碳化物形成元素Ni、Si、Cu、Co等阻止奥氏体晶粒长大的作用轻微。
Mn、P有助于奥氏体晶粒的长大。
合金元素对过冷奥氏体分解过程的影响
几乎所有的合金元素（除Co）外都使C－曲线向右移动，即减慢珠光体类型转变产物的形成速度。除Co、Al以外，所有的合金元素都使马氏体转变温度下降。
提高淬透性的元素主要有
Cr、Mn、Mo、Si、Ni、B 合金元素对回火过程的影响
合金元素的主要作用是提高钢的回火稳定性（钢对回火时发生软化过程的抵抗能力），使回火过程各个阶段的转变速度大大减慢，将其推向更高的温度。
对合金钢的回火稳定性影响比较显著的为：钒、钨、钛、铬、钼、钴、硅等元素；影响不明显的为：铝、锰、镍等元素
一、合金元素对钢力学性能的影响
1.溶解于铁起固溶强化作用
几乎所有合金元素均能不同程度地溶于铁素体、奥氏体中形成固溶体，使钢的强度、硬度提高，但塑性韧性有所下降，使钢具有强韧性的良好配合。
2.形成碳化物，起第二相强化、硬化作用
按照与碳之间的相互作用不同，常用的合金元素分为非碳化物形成元素和碳化物形成元素两大类。碳化物形成元素包括Ti、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn等，它们在钢中能与碳结合形成碳化物，如TiC、VC、WC等，这些碳化物一般都具有高的硬度、高的熔点和稳定性，如果它们颗粒细小并在钢中均匀分布时，则显着提高钢的强度、硬度和耐磨性。
3.使结构钢中珠光体增加，起强化的作用
合金元素的加入，使Fe-Fe3C相图中的共析点左移，因而，与相同含碳量的碳钢相比，亚共析成分的结构钢（一般结构钢为亚共析钢）含碳量更接近于共析成分，组织中珠光体的数量，使合金钢的强度提高。
二、合金元素对钢工艺性能的影响
1.对热处理的影响
（1）对加热过程奥氏体化的影响 ：合金钢热处理可适当提高加热温度和延长保温时间
合金钢中的合金渗碳体、合金碳化物稳定性高，不易溶入奥氏体；合金元素溶入奥氏体后扩散很缓慢，因此合金钢的奥氏体化速度比碳钢慢，为加速奥氏体化，要求将合金钢（锰钢除外）加热到较高的温度和保温较长的时间。除Mn外的所有合金元素都有阻碍奥氏体晶粒长大的作用，尤其是Ti、V等强碳化物形成的合金碳化物稳定性高，残存在奥氏体晶界上，显着地阻碍奥氏体晶粒长大。因此奥氏体化的晶粒一般比碳钢细。
（2）对过冷奥氏体转变的影响 ：合金钢淬透性更好，可减小淬火冷速，减小淬火变形。但残余奥氏体增多
除Co外，所有溶于奥氏体中的合金元素，都使过冷奥氏体的稳定性增大，使C曲线右移，马氏体临界冷却速度减小，淬透性提高。这使得合金钢利用较小的冷却速度即能淬成马氏体组织，可减小淬火变形。因此大尺寸、形状复杂或要求精度高的重要零件需要用合金钢制作。除Co、Al外，大多数合金元素都使Ms点降低，使合金钢淬火后的残余奥氏体量比碳钢多，这将对零件的淬火质量会产生不利影响。
（3）对回火转变的影响 ：合金钢耐回火性好，回火后强韧性配合更好，有些钢可产生“二次硬化”
合金钢回火时马氏体不易分解，抗软化能力强，即提高了钢的耐回火性，回火后能有更好的强韧性配合。合金元素能提高马氏体分解温度，对于含有较多Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素的钢，当加热至500～600℃回火时，直接由马氏体中析出合金碳化物，这些碳化物颗粒细小，分布弥散，使钢的硬度不仅不降低，反而升高这种现象称为“二次硬化”。但有些合金钢应避免“回火脆性”的产生。
2.对焊接性能的影响
淬透性良好的合金钢在焊接时，容易在接头处出现淬硬组织，使该处脆性增大，容易出现焊接裂纹；焊接时合金元素容易被氧化形成氧化物夹杂，使焊接质量下降，例如，在焊接不锈钢时，形成Cr2O3夹杂，使焊缝质量受到影响，同时由于铬的损失，不锈钢的耐腐蚀性下降，所以高合金钢最好采用保护作用好的氩弧焊。
3.对锻造性能的影响
由于合金元素溶入奥氏体后使变形抗力增加，使塑性变形困难，合金钢锻造需要施加更大的压力吨位；同时合金元素使钢的导热性降低、脆性加大，增大了合金钢锻造时和锻后冷却中出现变形、开裂的倾向，因此合金钢锻后一般应控制终锻温度和冷却速度。
三、各种合金元素对钢性能的影响
目前在合金钢中常用的合金元素有：铬（Cr），锰（Mn），镍（Ni），硅（Si），硼（B），钨（W），钼（Mo），钒（V），钛（Ti）和稀土元素（Re）等。五大元素：硅、锰、碳、磷、硫。五大杂质元素：氧、氮、磷、硫、氢。
1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%，硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。硅可提高强度、高温疲劳强度、耐热性及耐H2S等介质的腐蚀性。硅含量增高会降低钢的塑性和冲击韧性。
3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。锰可提高钢的强度，增加锰含量对提高低温冲击韧性有好处。
4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。
5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。
6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢、耐热钢的重要合金元素。铬是合金结构钢主加元素之一，在化学性能方面它不仅能提高金属耐腐蚀性能，也能提高抗氧化性能。当其含量达到13％时，能使钢的耐腐蚀能力显著提高，并增加钢的热强性。铬能提高钢的淬透性，显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，但它使钢的塑性和韧性降低。
7、镍（Ni）：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。镍钢铁性能有良好的作用。它能提高淬透性，使钢具有很高的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍能提高耐腐蚀性和低温冲击韧性。镍基合金具有更高的热强性能。镍被广泛应用于不锈耐酸钢和耐热钢中。
8、钼（Mo）：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力（长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变）。结构钢中加入钼，能提高机械性能。还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。钼能提高钢的高温强度、硬度、细化晶粒、防止回火脆性。钼能抗氢腐蚀。
9、钛（Ti）：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。可提高强度、细化晶粒，提高韧性，减小铸锭缩孔和焊缝裂纹等倾向。在不锈钢中起稳定碳的作用，减少铬与碳化合的机会，防止晶间腐蚀，还可提高耐热性。
10、钒（V）：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。钒用于固溶体中可提高钢的高温强度，细化晶粒，提高淬透性。铬钢中加少量钒，在保持钢的强度情况下，能改善钢的塑性。
11、钨（W）：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。
12、铌（Nb）：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。
13、钴（Co）：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。
14、铜（Cu）：武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。
15、铝（Al）：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力，降低冷脆性。铝还能提高钢的抗氧化性和耐热性，对抵抗H2S介质腐蚀有良好作用。铝的价格比较便宜，所以在耐热合金钢中常以它来代替铬……铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
16、硼（B）：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。
17、氮（N）：氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。
18、稀土（Xt）：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属，但他们的氧化物很象“土”，所以习惯上称稀土。钢中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土，可提高耐磨性。稀土元素可提高强度，改善塑性、低温脆性、耐腐蚀性及焊接性能。
表1 主要合金元素对钢性能影响的有关说明（中国腐蚀与防护网）
第四篇：钢铁安全生产事故控制1
钢铁安全生产事故控制
随着现代社会经济的飞速发展，科技的不断进步，人民的生活水平普遍提高，在人的最基本的物质需求得到一定的满足以后，人们越来越希望自己生活和工作在一个安全、舒适的环境。因此，安全需要便成了人们的第一需要。
根据历史事故统计分析，钢铁企业潜在的重大安全事故主要有火灾事故、爆炸事故、煤气中毒事故等几大类。事故的发生有管理方面的原因，也有装备水平低、人员素质不高、安全意识不强等各方面的原因。因此，加强安全管理、强化安全教育、增进安全意识、消除安全隐患、提高技术素质、完善安全制度、建立健全事故应急机制、采用先进技术科学管理来避免钢铁企业事故发生成为必然。1.事故发生的机理与控制方法
1.1.事故发生的机理
要想保证安全生产，控制事故首要的是要了解触发事故的原因。我们知道，由于事故与原因之间的关系是复杂的，因此，它所表现的形式也是多种多样的，有人为原因、物质原因、环境原因等等。根据生产事故统计调查得知，在事故发生的原因中，最主要的原因就是人的不安全行为、物的不安全状态以及制约这两种因素的管理原因。在人的不安全行为中，重点要素是人的安全意识和安全技能;物的不安全状态的重点要素则是设备、设施缺陷。任何事故的发生都是由于人的不安全行为和物的不安全状态相交而发生的。即人的不安全行为触发了物的不安全状态而发生事故。而人的不安全行为和物的不安全
状态都是由于管理控制缺陷造成的。管理原因制约着人、物、原因，只要管理控制措施上存在着缺陷就会促成人为或物质因素的存在，引起事故的发生。所以，错综复杂的事故从本质上分析离不开这几种原因，而能够制约这几种原因的则是管理原因。
1.2.事故控制方法
至此，我们知道了事故的发生，物的因素是产生事故的基础条件，物存在着不安全状态如遇人的不安全行为的触发就会造成事故，在人一物体系中，人一物是相互影响，相互干扰，互为条件的。根据事故交叉模式理论，为避免人的不安全行为和物的不安全状态“运动”轨迹交叉，就出现了控制事故的两种极端的观点:一是通过各种管理手段控制人的不安全行为。持这种观点的人忽略了人的行为不仅受到自身素质的影响，而且受作业环境的影响(这是工效学观点)。另一观点是事故的原因是物质条件(机器、工具加工方法等)的设计，不具有本质安全化，遇到人的失误而造成事故，即在个人出现失误与疏忽时，要求设计具有人身故障自动安全保险性能。这两种方法并非互不适应，只是侧重点不同，控制措施的制订不可片面地偏向一方，控制事故必须是全面地、全方位地系统控制人和物危险因素。
1.3.控制事故的一般方法和优选次序
(1)消除机械设备、加工方法、材料或厂房结构中的危险因素。(2)用封闭或防护手段控制危险出现之处。事故的产生是能量失去约束失散而造成的。在能量易蓄积、变化以及可能与人接触的部位，采用封闭或防护手段，如压力容器安全阀、传动轴装安全罩、吊车吊
钩极限装置等等。安全装置可以有效地避免事故的发生，所以要求控制安全装置在使用中保持可靠性。
(3)严格规定使用个人防护用具。
(4)强化安全教育，开展危险预知训练，提高人的安全技能，减少人为失误。
2.建立健全安全管理制度，保障钢铁企业安全生产
完善安全管理运行机制，全面推进制度化、法制化管理。搞好安全生产，实现安全管理的目标，关键是严格管理，从严治厂，依法治厂，采用培训先行，依法管理，深入贯彻落实《安全生产法》和企业安全生产管理制度，落实安全发展观的方式。而要达到此目的，必须从建立健全企业的有关安全管理规章制度这一基础工作抓起。根据建立现代企业制度的要求，在建立健全安全管理制度上，根据新工艺、新设备、新技术的应用，在及时修订完善工艺操作规程、安全操作规程和作业标准上下功夫，实现生产有章程、管理有制度、作业有标准。同时采取生产现场的安全检查，它是一种安全技术措施又是一种十分重要的检验安全目标实施、管理方法落实的安全管理措施，在企业实现安全生产目标的过程中起着不可取代的作用。
为了保障钢铁企业安全生产，具体方案如下：
1）创新安全管理制度, 筑牢体制防线，这又分为如下几个部分： a)强化队伍建设, 完善监管机构；
b)落实安全生产责任制, 健全考核、激励机制；
c)创新安全检查模式, 完善监控体系“ 隐患险于明火, 防范胜于救灾”；
d)完善安全预警体系, 建立快速应急反应机制。
2）加强安全队伍建设，建立规范、高效的安全管理运行机制 3）坚持教育优先，不断提高人的安全意识和安全技能 4）严格管理，严格考核，落实各项安全工作 5）依靠科技进步，提升本质安全化水平3.建立钢铁企业事故处理应急预案
近年来，国内安全生产形势异常严峻，重大、特大事故，特别是一次死亡几十人的事故呈现上升趋势。事故的发生有多方面的原因，但有一个重要因素就是没有根据企业实际制定《事故应急预案》或《事故应急预案》未规范化、程序化，执行不力，导致事故扩大，人员伤亡增加。
3.1.《事故应急预案》的概念
《事故应急预案》是职业安全健康体系的重要组成部分。是指企业针对潜在的重大安全事故而制定的，一系列处理紧急事故的程序、方法和步骤，它主要包括人员组成、事故现场组织、内外联系、人员抢救疏散、救护知识等，目的是控制事故扩大，最大限度地减少人员伤亡。《职业安全健康审核规范》中明确要求，企业在建立职业安全健康体系时，必须对潜在重大安全事故制订《事故应急预案》，并做到全员熟练掌握。
3.2.钢铁企业《事故应急预案》的种类
根据历史事故统计分析，钢铁企业潜在的重大安全事故主要有火灾事故、爆炸事故、煤气中毒事故等几大类。在《事故应急预案》的策划过程中，要充分调查本企业潜在的或曾发生过的重大事故，根据不同的事故制订不同的《事故应急预案》，宁全勿缺。
3.3.《事故应急预案》的程序步骤
《事故应急预案》在制定程序步骤时，应本着简单、明了、易掌握的原则，明确地告诉职工在事故发生后第一步做什么，第二步做什么.如何去做。
3.4.《事故应急预案》的应急设备
《事故应急预案》的制订还应根据潜在事故的性质和需要不同，配备必要的应急设备，并且每年对应急设备至少检测一次，确保应急设备的性能良好。一旦发生事故，立即投人使用。
3.5.现场救护常识
通常安全事故发生后，会或多或少出现人员伤亡。如果救援人员不具备一定的救护知识，凭一时之勇，反而会扩大事故。所以在制订《事故应急预案》时，应增加现场救护常识的内容，并通过不断培训，做到全员掌握。救护常识的制定要结合事故性质和造成的危害而定。4.钢铁企业安全文化建设
企业安全文化建设是企业预防事故的基础性工作，它具有保障员工安全生产和安全生活的重要性意义。企业安全文化建设具有很强的系统性，它不仅包括安全宣传、文艺活动、管理、教育、经济等软手段的建设，还包括安全科技、安全工程、安全设备等硬技术的建设因
此，在企业基层搞好安全文化建设，是对职工人身安全、设备设施安全的一个重要的管理手段。5.结束语
随着我国社会经济的飞速发展和现代企业制度的深人，为了适应市场经济的需要，做好企业的安全工作，是摆在钢铁企业面前的重要问题，强化安全管理，控制事故，才能增强钢铁企业在市场经济中的竟争力。
第五篇：钢铁
铁是地球上最丰富且价廉的金属元素，几乎是所有的产业不可欠缺的基础素材，其制品用途广泛、种类多，没有钢铁就不会有现代的社会，可以说，民生一日不能没有它。
钢铁是由铁矿石提炼，经由加工过程制作成各种用途的制品，其加工切削品或使用过的旧品变成废钢，可以无限次数回收循环使用，是不会污染环境而且很方便再生的一种物资。钢铁经溶解后铸成模型，可轧延成棒状、板状、管状各种用途制品，容易加工又可大量生产，加入极少量其它物质经热处理可改变材料性质增加硬度，或提高铁纯度使物性软化，也可用温度控制高温急冷或缓冷使物性变硬或软；它的唯一缺点是会生锈，为避免钢铁制品与空气中的氧接触氧化生锈，一般都采用涂装物、镀锌等，或熔炼时添加镍、铬制成不锈钢。钢铁素有“工业粮食”之称，钢铁材料是诸多工业领域中的“必选材料”，既是许多领域不可替代的结构材料，也是产量最大、覆盖面极广的功能材料。钢铁工业长期以来是世界各国国民经济的基础产业，在国民经济中具有重要的地位，钢铁工业发展水平如何，历来是一个国家综合国力的重要标志，钢铁产量与人均钢消费量一直是一个国家经济发展程度的重要指标。美国、日本、西欧等经济发达国家无不经历了以钢铁为支柱产业的重要发展阶段。此外，一个国家的国防工业需要大量专用特殊钢材，钢铁工业在国防建设中具有特殊的地位。我国历来重视钢铁工业的发展，把钢铁工业作为基础产业，钢铁工业在整个国民经济中的作用举足轻重。
根据工业和信息化部节能与综合利用司有关负责人统计，烧结工序热电厂放的二氧化硫约占钢铁生产总排放量的60%以上，根据企业现有和在建生产设施，预计到2010年我国粗钢生产能力将达到6.2 亿吨，铁5.7亿吨，烧结矿7.6亿吨，球团矿1.5亿吨。根据我国钢铁企业所使用的原燃料含硫情况及排放情况估算，在无控制措施情况下，我国钢铁行业2010年的烧结烟气二氧化硫排放量将达到127万吨。烧结脱硫是钢铁行业实现二氧化硫污染减排的关键，形势严峻，任务紧迫。
由于烧结投硫投资较大，存在一定的经济和技术风险。目前，我国烧结脱硫装备建设的实例非常少，针对烧结烟气脱硫的专项技术还不成 熟。因此，国家已将烧结烟气脱硫列入钢铁行业列入钢铁行业科技发展指南和科技发展规划的重点开发课题，并在2008年组织实施10台烧结机烟气示范工程，目的是探索如何减轻企业的投资和运行成本压力，如保降低企业技术风险，如何制定有关财税政策，控制钢铁行业烧结二氧化硫增量、消减存量，通过实施示范工程和后评估工作，优化烧结脱硫技术安案，引导和推进钢铁行业二氧化硫减排工作。实施原则是按照选择示范、科学评估、合理筛选、全面推广、分阶段实施的原则，开展烧结脱硫工作。处于两控区、环境敏感区、大中城市及使用高硫原燃料的钢铁企业加快实施烧结烟气脱硫。目标是到2010年钢铁烧结烟气脱硫工程减排二氧化硫总量75万吨，2010年钢铁烧结排放二氧化硫控制到不超过52万吨。促进烧结脱硫快速健康持续开展。
我国的钢铁烧结烟气含硫高，与国外有很大差别，国外的脱硫技术不一定适合我国国情。烧结烟气具有二氧化硫浓度变化大，温度变化大，流量变化大，水分含量大，含氧量高，含有多种污染成分等特点，从而使烧结烟气进行脱硫具有很大难度。
我国国产铁精粉矿含硫率较高，一般为0.2～0.7%,是进口铁精粉矿含硫率的15～20倍。另外我国焦炭的含硫也相对较高，所以钢铁烧结烟气二氧化硫排放较大。我国钢铁厂排放烧结烟气中二氧化硫浓度一般在400～2000mg/m3之间，有的企业高达5000mg/m3.据中国铁伯协会统计。2006年吨钢二氧化硫外排2.18kg,2007年吨钢二氧化硫外排1.95kg,虽然减少10.55%，但还远高于国外先进钢铁企业吨钢排放0.7kg的水平。目前市场上较成熟的脱硫技术主要应用于燃煤电厂的，但这些技术不能简单移植到钢铁企业烧结脱硫上，两者的工况和烟气成份是有巨大差异的，我国烧结烟气脱硫尚处于起步阶段，2005年之前 还没有一台烧结实施烟气脱硫。近年来，随着环保的要求的日趋严格，节能减排已成为当前宏观调控的重点，环境保护部于2008年
4月8日发布的中华人民共和国环境保护标准《清洁生产标准钢铁行业烧结》于8月1日实施。迫于压力，钢铁企业开始实施烧结脱硫或将其提上日程，但是又不得不面对烧结脱硫的巨大技术风险和高额投资、运行费用等难题。专业制造各种袋式除尘器
从总体上看，我国是钢铁生产和消费大国，钢铁产品基本满足国内需要，部分关键品种达到国际先进水平，尤其是粗钢产量，连续10多年位居世界第一。1949年，中国粗钢年产只有15万吨；1978年改革开放之初，粗钢年产仅占世界总产量的4%。进入21世纪以来，我国粗钢产量年均增长21.1%，2008年达到5亿吨，占全球产量的38%；国内粗钢表观消费量4.53亿吨，直接出口折合粗钢6000万吨，占世界钢铁贸易量的15%。2007年，规模以上钢铁企业完成工业增加值9936亿元，占全国GDP的4%；实现利润2436亿元，占工业企业利润总额的9%；直接从事钢铁生产的就业人数358万。可以说，钢铁产业的高速增长是我国改革开放的重大成果。但是，我们也要看到，我国钢铁产业长期粗放发展积累的矛盾日益突出，概括起来大致有六个方面。一是盲目投资严重，产能总量过剩，截至2008年底，我国粗钢产能达到6.6亿吨，超出实际需求约1亿吨。二是创新能力不强，一些高档关键品种钢材仍需大量进口，消费结构处于中低档水平。三是产业布局不合理，大部分钢铁企业分布在内陆地区的大中型城市，受到环境容量、水资源、运输条件、能源供应等因素的严重制约。四是产业集中度低，粗钢生产企业平均规模不足100万吨，排名前5位的企业钢产量仅占全国总量的28.5%。五是资源控制力弱，国内铁矿资源禀赋低，自给率不足50%。六是流通秩序亟待规范，钢铁产品经销商超过15万家，一些经销商投机经营倾向较重。不过，2008年下半年以来，随着国际金融危机的扩散和蔓延，我国钢铁产业受到严重冲击，出现了产需陡势下滑、价格急剧下跌、企业经营困难、全行业亏损等不利情况。面对严峻复杂的经济形势，党中央、国务院全面分析、准确判断、果断决策、从容应对，努力化挑战为机遇，有效遏止了经济增长明显下滑态势，钢铁行业也实现了回升向好。
然而，值得注意的是，今年以来，钢铁产能释放过快，前5个月产钢2.69亿吨，同比增长23.8%；钢铁固定资产投资也保持了较高的水平，今年1至5月同比增长13.8%。今年6月份以来，虽然钢铁日均单产有所下降，但预计全年钢产量会在去年创纪录的5.68亿吨基础上增加10%左右，再创历史新高。我们必须看到，钢铁工业过快的产能释放超过了需求的增长，加大了国内市场压力。面对高价原料、低价钢材，若不及时采取有效措施，将会影响钢铁工业来之不易的回升向好局面。
我们既要看到钢铁工业在推进工业化和城镇化进程中的重要作用，也要看到其自身在快速发展过程中存在的种种深层次矛盾和问题。当前，我们必须充分利用市场变化形成的倒逼机制，综合运用经济、技术、法律和必要的行政手段，切实加大节能减排力度，加快结构调整步伐，着力解决钢铁工业存在的重复建设、产能过剩、铁矿石流通秩序混乱、资源环保压力加大等深层次矛盾和问题，促进钢铁工业的全面、协调和可持续健康发展。
今年6月，国务院办公厅《关于进一步加大节能减排力度加快钢铁工业结构调整的若干意见》中已经做出了明确而具体的部署和安排。概括起来有这样几个方面：一是坚决抑制钢铁产能过快增长，二是加大淘汰落后产能力度，三是进一步强化节能减排，四是加快钢铁企业兼并重组，五是大力实施企业技术创新和技术改造，六是切实规范铁矿石流通秩序，七是推进国内铁矿开发和实施“走出去”战略等。
就我个人的体会而言，认真贯彻落实中央的有关决策部署，需要突出抓好两个结合：
一是把抑制产能过剩与加强节能减排紧密结合起来。钢铁工业在节能减排工作中占有举足轻重的地位，应当把抑制钢铁产能过快增长作为落实节能减排措施的重中之重，将控制总量、淘汰落后、技术改造结合起来抓，提高“三废”的综合治理和利用水平，加强和完善废钢铁综合利用，并通过强化环境准入、执法监管、考核问责等工作机制，推动重污染企业加
快退出市场。
二是把抑制产能过剩与加快结构调整紧密结合起来。我国有大小钢铁生产企业800家左右，既有年产数千万吨的大厂，也有不少年产几十万吨的小厂，同质化竞争加剧。环渤海5省市钢铁产能已达3亿吨，其中一半以上钢材外销，渤海湾的环境容量已严重超标，计划在这一地区扩能和在建项的目仍然不少；而华南地区净输入比例超过50%，粤闽桂南部沿海3省区年钢材输入量5000万吨，占该地区需求量的60%以上，可见，产业布局极不合理。我们必须把控制总量和优化布局结合起来，切实推进钢铁产业布局调整，进一步加大对违规建设项目的政策压力。要通过调整布局结构，遏制产能过剩地区钢铁企业的盲目发展。
通过权威渠道独家了解到，在1月14日获得国务院通过的钢铁产业调整与振兴规划中，明确提出到2011年，中国将建成宝钢、鞍钢和武钢3个5000万吨级的特大型钢铁集团。从钢铁行业发展看今年经济形势
在出口增长“熄火”和消费萎靡不振的背景下，国内经济增长已越来越倚重投资。投资能在多大程度上挽救国内经济下滑的趋势？它会将经济增速带向何方？尽管这些问题现在看起来仍显得扑朔迷离，但我们可以从一些关键产业的“观察窗”效应管窥今年经济增长趋势。从逻辑上讲，既然经济增长要在更大程度上依赖于投资的增长，那么那些左右投资增长的关键产业自然成了观察经济走势的风向标。但即便如此，判断这些关键行业的走势依然让人大伤脑筋。
一则来自媒体的消息称，2009年新年伊始，中国钢材价格便从去年11月份的低谷开始反弹，热轧钢板价格于1月6日攀升至人民币4070元/吨——2008年11月中旬该价格曾经一度跌至人民币2850元/吨。而商务部近日公布的报告显示，国内钢价自12月触底反弹至今已经连续5周上涨，平均涨幅达15%。
钢价上涨传递了什么信号？是经济全面逆转的标志吗？恐怕还不能这么乐观。一些分析将近期钢材价格的反弹归因于中央提出的4万亿投资计划的刺激。但4万亿的投资计划能在多大程度提振钢价？要知道，这4万亿中央只拿出1.18万亿，地方政府还要凑齐剩下的2.82万亿的配套资金。再者，这4万亿的使用范围是从2008年11月至2010年，平均下来一年不到2万亿，远远不及像房地产业和制造业这样的钢铁消耗大户。
从这个角度看，钢价的真正反转，经济增长的复苏，在更大程度上依赖于房地产投资和制造业投资的全面扩张。从目前的形势来看，情况似乎并不尽如人意。以房地产投资为例，国家统计局的数据显示，2008年下半年以来，房地产投资增速一路下滑。2008年上半年房地产投资13196亿元，同比增长33.5%；1－7月为15884亿元，同比增长30.9%；1－8月为18430亿元，同比增长29.1%。1－9月房地产开发投资同比增长26.5%，1－10月为23918亿元，同比增长24.6%。1－11月为26546亿元，同比增长22.7%。
我们注意到，一向唱好中国经济的某国外大投行，日前也对国内钢铁业的景气泼凉水。他们认为，首先，由于企业争相储存现金，2009年中国的民间固定资产投资可能进入停滞状态。如钢铁消费大户房地产开发已经显著降低了投资开发的力度。其次，2009年钢铁出口市场可能持续疲弱。此外，国内需求在激励措施推动下的恢复速度仍不确定，而这是影响钢铁需求的重要因素。实际上，其对钢铁行业的不看好，显示了对中国“保增长”的担心。
“保增长”是中央政府的宏观目标，这一国家目标对于企业的现实意义，要通过信贷、行业增长、市场交易、利润等具体环节来实现。政府推出巨额投资、替老百姓花钱的目的，是实现GDP数字的增长目标，但如果关键行业的增长不能“配合”，恐怕最终的增长还会有不确定性。
鞍钢拟整合东北特钢 未来产能突破5000万吨
近几年扩张较慢、相对落后的鞍钢集团（下称鞍钢），有幸成为国家钢铁振兴规划最大的受益者之一。
记者通过权威渠道独家了解到，在1月14日获得国务院通过的钢铁产业调整与振兴规划中，明确提出到2011年，中国将建成宝钢、鞍钢和武钢3个5000万吨级的特大型钢铁集团。
规划指出，鞍钢实现这一目标的方式是，通过重组攀钢集团（下称攀钢）和东北特殊钢铁集团有限责任公司（下称东北特钢）。
进军特钢领域
特钢并非鞍钢的强项，但是通过重组东北特钢，鞍钢这一弱项将得到弥补。
辽宁省发改委一位官员告诉本报记者：“2008年，辽宁省就准备推动鞍钢与东北特钢之间的重组，整合的动机就是将省内的大型钢铁企业进行资源互补，提高集中度，提高竞争力。”
中原证券钢铁行业分析师胡皓表示，东北特钢是国内特钢行业的大型企业，与中信泰富和宝钢特钢公司三家共同形成了国内三足鼎立的特钢行业竞争格局。
东北特钢目前拥有年产特殊钢234万吨、钢材198万吨的生产能力，旗下控股两家上市公司，分别是抚顺特钢（600399）和大连金牛（000961）。2004年，大连钢铁集团、抚顺特钢集团和北满特钢集团，三家联合重组成立东北特钢，注册资本364亿元。
据了解，目前国内航空航天、国防军工用特殊钢50％以上来自东北特钢，高科技事业用特殊钢80％以上的科研任务落户东北特钢。
对于国家要推进鞍钢与东北特钢重组的消息，东北特钢宣传部秦部长在接受《华夏时报》记者采访时表示：“就我本人而言，目前还不知道这个消息。”
上述辽宁省发改委官员告诉记者，虽然重组决心已下，但是鞍钢尚未与东北特钢就实质性重组提上日程。
这位官员表示，此前鞍钢高层曾与东北特钢高层就重组之事商讨过，但是东北特钢的高层当时并未同意。
尽管双方尚未达成统一意见，但政府层面显然决心已下。事实上，鞍钢系旗下公司与东北特钢已经开始了合作。2008年12月25日，东北特钢发行了5亿元企业债，担保人正是本钢集团。后者正式被鞍钢并购，但是始终未能达成实质性重组的公司。
掌控全国75％铁矿石
眼下，鞍钢并不急于拿下这家唾手可得的省内特钢公司，拥有丰富钒钛铁矿石资源的攀钢，才是鞍钢当前急切并志在必得的猎物。
根据钢铁产业调整与振兴规划方案，国家将大力推进鞍钢与攀钢的重组。
对于两家央企的联合，胡皓认为，鞍攀钢联合以后，鞍钢将掌控全国约75％的铁矿石资源。
目前鞍钢所属铁矿山保有已探明地质储量93亿吨，约占全国铁矿石储量的25％，公司拥有的辽宁齐大山铁矿、辽宁胡家庙子(红旗)铁矿、辽宁东鞍山铁矿和辽宁西鞍山铁矿四个大型铁矿床，资源均在全国十大特大型铁矿资源之列。
相比于鞍钢，攀钢的资源更为丰富。攀钢地处攀西地区，那里是中国矿产资源最丰富的地区之一，攀钢已掌控的已探明铁矿资源储量近100亿吨，其中钒钛磁铁矿约98亿吨，蕴藏着全国20％的铁矿石。
胡皓告诉本报记者，从资本层面上看，鞍钢对于攀钢是志在必得。
整合攀钢，在资本层面上，鞍钢看上去有充足的实力。来自公开渠道的数据，鞍钢去年第三季报显示，集团总资产和净资产分别约为1541.26亿元和869.15亿元，前三季度公司实现净利润104.23亿元，前三季度经营活动现金流约为135.63亿元。
而截至2008年9月底，鞍钢拥有全国多家商业银行的综合授信高达1035亿元，其中尚未使用余额约为613亿元。
推进与本钢重组
钢铁振兴规划定调鞍钢来重组攀钢和东北特钢，胡皓认为，这是有着更深层次考虑的。
“钒钛资源是特钢行业不可或缺的战略性资源，鞍钢通过整合攀钢和东北特钢，可以很好地将钒钛资源充分利用。”胡皓说。
除了重组攀钢和东北特钢，钢铁振兴规划明确提出，国家将大力推进鞍钢与本钢集团的实质性重组。
此前，鞍钢还与辽宁省内的凌源钢铁集团有限责任公司，在当地的朝阳新区合资兴建了200万吨的钢铁项目。
至此，鞍钢的新版图基本定调：西南区域，拥有攀钢并掌控了丰富的钒钛战略资源；东北区域，拥有本钢和东北特钢，牢牢控制了东北区域的钢铁市场，辐射华北区域，并辐射部分华东、华南区域。
对于鞍钢未来的版图，鞍钢总经理张晓刚有清晰的认识，他曾表示，到2010年，鞍钢的目标是发展成为5000万吨产能的钢铁大集团。在国家的鼎力支持下，鞍钢的宏伟目标到2011年左右或能够实现。
2007年，鞍本钢总产量为2358万吨，离5000万吨还有很长一段距离。
根据本报记者的测算，目前鞍钢本部的粗钢产能约为1600万吨；本钢的产能约为1000万吨；鞍钢鲅鱼圈一期具备了500万吨规模，二期建成后将达到1000万吨的产能；鞍钢与凌钢朝阳新区的一期钢铁项目产能为200万吨，二期建成后将达到400万吨；攀钢的产能为800万吨左右；东北特钢远期产能达到500万吨。
未来，鞍钢系的产能合算将达到5300万吨。
宝钢蹊跷涨价
1月19日，宝钢决定将3月份钢材出厂价格上调，其中，冷轧产品普冷上调300元/吨，镀锌上调350元/吨，硅钢上调350元/吨。
业内认为，此举非但不利于正在进行中的铁矿石谈判，并且与宝钢董事长徐乐江 “2009年钢铁市场将处于低价格水平波动状态”的言论是相悖的。
徐乐江刚在“宝钢2009年工作会议”中表示，钢铁及主要下游产业需求下降在短期内不可能恢复到两位数的增长，甚至可能出现负增长，产品价格与成本严重倒挂。大批新建和大修后的产能还在盯着市场，预计在春节过后，会随着钢材市场的企稳陆续释放。
宝钢的相关人士并不愿做出正面回应，一位宝钢部门负责人告诉记者，调价是依据市场，依据成本而定的，是有依据的。
“并不是宝钢选择在这时候调价，而是这时正好到了宝钢需要调价的时候。”该位负责人说，把调价和铁矿石谈判联系在一起没有意义，并且希望国内媒体注意，谈判对手很关注中国国内媒体报道，并作为谈判时的理论。
是不是媒体不做联系，谈判对手也不会联系呢？从历年的谈判过程来看，谈判对手往往把媒体舆论作为谈判手段，并熟练运用，而代表中国钢企对外谈判的宝钢，在特殊的时刻，营造出“话题”，却不给予解释，令人难以理解。
“这无疑是授人以柄，本来人家就是说你要复苏，实际上，我们自己都认为不会复苏，宝钢却选择在节骨眼调高出厂价格，这不是自己打自己嘴巴吗？”一位钢铁界资深人士情绪激动地说。
他指出，宝钢是中国钢企的“风向标”，此举会带动其他钢企在春节前后涨价，即便出于成本或其他考虑，有再大理由，也应服从大局，这是非常不明智的。
记者了解到，从本周开始，铁矿石谈判正式进入第二轮实质交锋阶段，将会讨论具体涨跌幅度。而国外三大铁矿石巨头均判断中国铁矿石的需求将在二季度后出现反弹，一直以中国有政策会拉动内需，市场将会复苏为由，与中国钢企抗衡。
“我的钢铁网”资讯总监徐向春表示，将来市场能否恢复，达到宝钢的出厂价格还是很大的问号。在调价之后，宝钢每吨热轧卷相当于4300元，有约9%涨幅，不仅大大高于国内市场价格，也高于国际市场价。而中国的经济下滑在第一、二季度不一定会见底，市场能否接受宝钢的价格还不好说。
消息人士透露，宝钢集团去年实现合并营业收入2451亿元，合并利润总额234.6亿元，较2007年339.2亿元下降了32%，第四季度产量下降了约30%，并且，宝钢进口铁矿石库存高达1000万吨。
谈判进入关键
“我国在铁矿石定价谈判中教训太深了，不能再吃第二次亏，中国应该有自己的话语权。”2008年12月12日，工业和信息化部部长李毅中在工作会议中明确表示。
为此，业内期待宝钢能在历年铁矿石谈判中总结教训，有更好表现。
中国钢铁工业协会秘书长单向华告诉记者，本次谈判幅度必须要降，铁矿石库存高企、钢厂集体减产使铁矿石需求量大幅减少。其强调说：“中国不会接受指数定价，长协机制不可能改变。”
钢协数据显示，2008年9月，中国钢铁业利润同比下降72.9%，10月，71家大中型钢厂中有42家亏损，亏损额为58.35亿元，亏损面达到59.15％，12月，全行业再现月度亏损，48家亏损企业的亏损额超过140亿元。另外，据称，钢厂库存高价铁矿石约3000万吨，码头上还有9000万吨存货。
宝钢董事长徐乐江也在内部会议上表示，何时触底，谁都不知道，国内消耗钢材4亿吨，但是中国拥有6亿吨的年钢量产能，供需矛盾十分突出。
“国内外预测认为今年的降幅应该在30%-50%，”徐向春说，“预计结果将会是日本或欧洲钢厂率先和淡水河谷达成协议。”
他向本报表示，“两拓”很少向欧洲钢厂供货，淡水河谷不仅向亚洲钢厂供货，也向欧洲钢厂供货，目前来看，日本和欧洲钢铁市场面临的压力比我们还大。2009年，国外钢材下降幅度将会超过10%。近日，日本新日铁的大用户丰田汽车面临有史以来的首次亏损，正要求日本新日铁钢材出厂价格下降30%，而新日铁由于需求严重下滑，不得不扩大减产。
另外一方面，中国目前现货矿价格高于长协矿，在谈判的时候，三巨头常以现货矿作为价格参照，日本和欧洲钢企不存在现货矿，则可以跳过壁垒。
“宝钢谈不下来更低的价格，而日本或欧洲钢厂可以。”徐向春说，今年谈判比较特殊，如果别人能谈得更好，宝钢不一定要去争抢首发价格。
在谈判进入关键时期，淡水河谷使出老招数，私下频频与非钢协会员，一些中小型民营钢厂接触，希望更多地出货，绕开宝钢牵制。
据称，铁矿石巨头们与中国钢铁企业高层熟络，在去年8月的奥运会期间，必和必拓就曾邀请中国钢企高层看奥运，接待规格相当高，居住酒店每间达上千元。当时《第一财经日报》引述必和必拓高层的话称，白天看比赛，晚上在酒店的酒吧或者公司预定的场所交流，这种场合更容易“培养感情”。
现在，宝钢在谈判技巧上将面临更多考验，眼下实质交锋期，提出涨价的举动也影响了谈判底气。“或许你是出于成本考虑，赚取了一个月的盈利，却输掉了中国钢企全年的成本价格，这是合算的生意吗？”一位钢铁界资深人士提出思考。
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