工程机械用钢应用现状及发展前景

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产品大型化、轻量化是工程机械的主要发展方向，当前工业生产与经济建设提高了对高强度钢的应用比例与质量要求。现阶段我国工程机械用钢的研制得到了迅猛的发展，但行业内缺乏统一规范，不同企业在品种研发与产品质量等方面还存在着一定的差异性。

1国内工程机械用钢的发展

1.160千克工程机械用钢

60千克工程机械用钢主要应用在工程结构与煤机制作等行业中，例如大型推土机底板、汽车起重机的液压支架以及挖掘机底板与液压支架等。现阶段能够大批量生产60千克工程机械用钢的钢铁企业有鞍钢、舞钢、武钢、济钢等6家企业，不同钢铁企业的生产工艺有所差异，主要区分在于厚度规格以及组织形态等方面，例如济钢的JG590厚度在30mm以下，由TMCP工艺热轧交货；鞍钢的HQ590DB通过流冷却与贝氏体组织形态交货。

1.270千克工程机械用钢

70千克工程机械用钢主要应用在工程机械、军用舟桥、起重机吊臂及煤矿液压支架等方面。现阶段国内能生产加工70千克工程机械用钢的钢铁企业主要是武钢、舞钢、鞍钢、济钢等。武钢在1998年研制出700MPa级高强度低碳贝氏体钢DB685，通过Mb、B等微合金化与控轧控冷技术，利用弛豫控制析出原理，形成高密度位错的低碳贝氏体组织提升钢铁的整体强度。利用超低碳和低P、S含量夹杂物控制技术提升焊接性能与韧性。在实际生产中结合生产工艺与生产设备，能生产出3~18mm的热连轧卷板及10~50mm的中厚板钢。

1.380千克工程机械用钢

80千克工程机械用钢主要应用在大型电铲、推土机铲斗、起重机吊臂与钻机中。现阶段国内能够生产80千克工程机械用钢的钢铁厂家有宝钢、武钢、鞍钢与济钢等企业。武钢的800MPa级焊接高强度结构用钢板HC80利用LF与RH真空处理技术，减少钢铁中的P、S含量与夹杂物。使用控轧控冷、弛豫控制析出原理、微合金强化工艺提升钢板的整体强度。济钢80千克低碳贝氏体钢JG785DB利用铁水脱硫技术降低钢铁中的硫化物杂质，利用AI脱硫与Ca处理钢铁中的氧化铝杂质，提升钢水的洁净度。

1.4100千克工程机械用钢

现阶段，国内的济钢、鞍钢与宝钢等钢铁企业均能生产加工100千克工程机械用钢，但是能够批量生产100千克的工程机械用钢的钢铁企业只有宝钢与鞍钢，并且合格率较低。

2国内供应厂家生产现状分析

现阶段高强度工程机械用钢是国内钢铁生产企业的主要竞争领域，宝钢、鞍钢、武钢、济钢、首钢等钢铁企业都开发了60kg及以上不同级别的高强度工程机械用钢。但国内工程机械用钢缺乏统一的标准，各个钢铁企业按照各自的生产标准加工制作，导致牌号杂乱。与国外相比，我国工程机械用钢研发力度还远远不足。国内的钢铁企业，例如宝钢、鞍钢、武钢、首钢已经展开了工程机械用钢的开发与生产，从开发强度、级别、销量规格、品牌影响力等方面来看，宝钢、武钢、鞍钢、济钢、首钢占领先位置。除此之外近几年济钢、湘钢、南钢等钢铁企业也加快了工程机械用钢品种的开发，采取灵活的营销策略，显著地提升了产品级别与产量。济钢在工程机械用钢方面的产量与品种等级都得到了快速的提升，并形成的具有济钢自主知识产权的特色产品与生产技术。

3工程机械用钢市场发展

3.1性能要求

（1）倔强比小。一般状况下工程机械用钢得能承受较大的载荷，载荷有着多变的特点，在巨大的变形载荷之下得保障钢板的塑性统一。钢板的塑性变形能力与钢板的倔强比成正比，倔强比小，变形量大。当倔强比过大时，局部出现大规模形变时将有可能出现过载失稳。在这一原理下，钢板的倔强比越小，稳定性越强。伴随着我国工业的发展，未来的工程机械用钢强度不断提升，钢板的倔强比将进一步的提升，变形量将进一步降低，但是会影响在使用配件时的安全性。因此要科学合理的协调强度，精准的把控钢板的韧度与塑性。（2）提高韧塑性。钢板的性能伴随着工业发展与社会建设的需求呈现出了多样化的特征，提高了对钢板的各项要求，但总体可总结为强度与韧塑性两方面，二者相互矛盾。长期以来，强度提升韧塑性下降是技术人员在生产中总结出并沿用的经验，钢铁的加工中的质量问题，在实际应用中事故的发生都与钢板的韧塑性有着直接的关系。伴随着国家现代化发展的持续进行，将会进一步的拓展对于工程机械的使用范围，工程机械的运行环境越来越复杂苛刻，同时也将进一步的提升对于工程机械用钢的要求。工程机械用钢的韧性与塑性是一项重要的性能指标，优异的韧性与塑性，能够有效的缓解外部变形形成的内应力，保障在各种环境下，工程机械都能顺利运行，延长工程机械的使用寿命。在工程机械用钢的研发中，可以从降低碳数量、净化杂质、轧制管理等方面提升工程机械用钢的韧塑性。（3）提升焊接性能。工程机械用钢的规格普遍较大，因此焊接部位相对较多，在焊接端部经常会出现一些细小的裂缝或是夹杂，这会对焊接机械用钢的韧性造成严重的影响。对于工程机械来说，具有良好的焊接性能是必要的，当前工程机械用钢在焊接之后经常会出现冷裂痕、造成热影响区的软化，同时在焊缝部位会出现硬淬，对焊接端部的韧性造成负面影响。一旦处于大载荷状态下，则很容易开裂。此外，避免焊后热处置能够显著地缩短工程机械的生产周期以并节约生产成本。把控钢材中的成分与组织材料能够有效地提升工程机械用钢的焊接性能，优异的焊接性能是推广工程机械用钢与减轻工程机械重量的重要标准。（4）保障疲劳性能。高强度钢在工程机械中的使用，虽然在极限应力屈服应力等方面有着显著的优势，能依据整体强度优势，提升承载性能。但是高强度钢的疲劳强度与屈服强度和极限强度无关，疲劳强度较弱。在屈服状态下，高强度钢的塑性储备弱，会对疲劳抵御能力造成一定的影响，进而导致钢板出现损坏。在工程机械中钢板采取焊接处理，则必然会带来一些焊接问题，对工程框架的整体结构强度与配套性能造成负面影响。由此能够看出造成工程框架失效的一项重要原因是由于疲劳损坏导致的。现阶段也得到了广泛的研究与关注，保证工程机械用钢的抗疲劳能力是延长工程机械使用寿命的基础条件与前提。

3.2发展建议

（1）把握发展前景，实现品类的创新升级。从长期角度下来看，国内的工程机械产业已迈入到中长期的提高阶段，连续增长是未来发展的必然趋势，因此发展前景非常广阔，未来很长一段时间内，工程机械将成为钢材市场的主要消费用户之一。通过对我国近几年工程机械的用钢情况进行分析，能从中发现对焊接高强度钢的需求量呈上升趋势，对钢板的强度等性能指标要求也在不断提高，这对钢铁企业的开发适应能力是一项考验。在新时代钢铁企业要适应时代发展，掌握工程机械产品大型化、现代化的研发能力，在产量提升的基础上，提升钢板的强度等级等各项性能指标，为进一步的融入工程机械用钢市场奠定良好的基础。（2）种类发展建议。结合以上分析来看，我国的钢铁企业要加强Q800级以及以上等级的高级别钢种类，提升质量标准，加强厚尺寸与薄尺寸的工程机械用钢研发力度，尽早实践批量生产，满足国内的工程机械用钢供应，摆脱对进口的依赖。此外，基于客户对工程机械用钢无焊后预处置焊接技术的要求，要加大工程机械用钢焊缝敏感性的研发。当前使用先进技术研发的低碳贝氏体钢品种，其韧性与焊接性能都得到了显著的提升，倔强比处于合适范围内，受到市场的广泛欢迎。

4结语

近几年来以焊接高强度钢为代表的低合金高强度钢材需求量不断提升，同时也有着广阔的未来应用前景，工程机械用钢是其中的代表，钢板的焊接性、生产工艺与强韧性等方面性能得到了显著的提升，与采油平台用钢、高层建筑用钢以及道路桥梁用钢有着共通之处。钢铁企业要结合市场应用需求，构建共性研发平台，提升低合金高强度钢产品钢的研发水平。

参考文献

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作者:刘汉卿 单位:江苏南钢鑫洋供应链有限公司