高端特殊鋼與特種合金使用最多的原料莫過于純鐵。純鐵不僅是冶煉原料，本身也是一種材料。我們知道，工業(yè)規(guī)模制備純鐵可以追溯到1886年美國西屋電氣公司首先用雜質(zhì)含量0.4%的熱軋低碳鋼板制備低碳電工鋼。1910年美國阿姆科鋼鐵公司（Armco Steel Corporation）首先采用平爐冶煉出了純度為99.75%的純鐵（即阿姆科鐵），成為了工業(yè)用純鐵的代名詞。目前，國內(nèi)外能夠工業(yè)化大規(guī)模實(shí)現(xiàn)3N級(jí)純鐵的生產(chǎn)，但無法工業(yè)化生產(chǎn)4N級(jí)以上的純鐵。自純鐵誕生以來，其發(fā)展一直在促進(jìn)工業(yè)的進(jìn)步。隨著冶金技術(shù)和冶煉裝備的進(jìn)步，發(fā)達(dá)國家（美國、日本、德國、瑞典和法國等）越來越重視高純鐵和超純鐵的研發(fā)。
純鐵純度提高到極限后，將會(huì)表現(xiàn)出很多不同的現(xiàn)象。2015年美國NIST聯(lián)合日本、比利時(shí)和德國等針對(duì)3N8-6N8純鐵進(jìn)行了力學(xué)測試，發(fā)現(xiàn)純度提高后，6N8純鐵在低10-5 s-1應(yīng)變速率下屈服強(qiáng)度最低能達(dá)到28 MPa[2]，遠(yuǎn)低于對(duì)純鐵傳統(tǒng)的屈服強(qiáng)度極限的認(rèn)知。國內(nèi)關(guān)于高純鐵和超純鐵的研究起步雖然較晚，但近幾年也取得了可觀成果。
提高純鐵的純度，作為原料有效改善高端特殊鋼與特種合金純凈度，提高材料性能；作為磁性材料，高純度能夠顯著降低矯頑力，提高磁導(dǎo)率。高超純鐵具備高熔點(diǎn)、高塑性的特點(diǎn)，本身是很有發(fā)展?jié)摿Φ能姽ば虏牧稀８叱冭F雜質(zhì)含量低，能大幅減少高端特殊鋼與特種合金中的夾雜物與有害元素，有助于提高韌性、疲勞強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度，可用于飛機(jī)起落架、航空軸承、傳動(dòng)變速裝置等高端裝備，能夠顯著提升我國工業(yè)實(shí)力和國防能力。高超純鐵的夾雜物極少，能有效降低材料的電極電位差異，避免點(diǎn)蝕發(fā)生，形成所謂的高超純不銹鐵。
高純鐵和超純鐵的研究還具有重要科學(xué)意義：一方面研究純鐵的功能性特征可以深入理解鐵的各種性態(tài)，探索自然與宇宙物質(zhì)的演變；另一方面，研究鐵的力學(xué)性能可以揭示鐵的強(qiáng)度極限，研究材料的強(qiáng)度理論基礎(chǔ)，理解作為量大面廣材料的缺陷強(qiáng)化的潛力，為鋼鐵材料的高性能化的發(fā)展提供科學(xué)指導(dǎo)。
發(fā)展高純、超純的生鐵與純鐵在科學(xué)上和工程上都具有重要的意義。能夠促進(jìn)和強(qiáng)化工業(yè)的材料基礎(chǔ)，提升我國綜合實(shí)力，是我國工業(yè)化發(fā)展的時(shí)代必然。
三眾科技純鐵 http://www.taiyuansanzhong.com/
|
