轧件表面裂纹问题一直伴随着连铸技术的发展，铸坯表面一旦开裂，情况轻的需要精整、增加工序和成本，严重的则产生废品，造成严重损失。为了解决此问题，采用铸坯快速冷却防裂纹技术，快速冷却使铸坯表面发生铁素体、珠光体转变，随着相变进行奥氏体晶界迁移C、N化物被保留在铁素体晶内，强化了晶界，随后立刻热装热送，可有效避免轧后裂纹。

控制轧制的核心思想是对奥氏体硬化状态的控制，即通过变形在奥氏体中积累大量的能量，力图在轧制过程中获得处于硬化状态的奥氏体，为后续的相变过程中实现晶粒细化做准备。控制轧制的基本手段是“低温大压下”和添加微合金元素。所谓“低温”是在接近相变点的温度进行变形，通常采用750~850℃。由于变形温度低，可以抑制奥氏体的再结晶，保持其硬化状态。“大压下”是指施加超出常规的大压下量，这样可以增加奥氏体内部储存的变形能，提高硬化奥氏体程度。增加铌微合金元素提高奥氏体的再结晶温度，使奥氏体在比较高的温度即处于未再结晶区，因而可以增大奥氏体在未再结晶区的变形量，实现奥氏体的硬化。为了进一步强化钢材的性能，在控制轧制的基础上又开发了控制冷却技术。控制冷却的核心思想，是对处于硬化状态奥氏体相变过程进行控制，以进一步细化铁素体晶粒，甚至通过相变强化得到贝氏体等强化相，进一步改善材料的性能。 采用低温大压下为特征的控制轧制工艺，与长久以来形成的“趁热打铁”的传统观念背道而驰，其改变了传统的高温连续轧制路线，不论对轧制装备能力还是在生产节奏的控制上都提出了更高要求。低温轧制必然受到设备能力等条件的限制，操作方面的问题也不容回避。为了实现低温大压下，钢铁行业长期以来致力于大幅提升轧制设备能力，为此投入了大量人力和物力资源。即便如此，对于一些特殊用途厚板产品，现有轧机仍无法很好的满足操作要求，对工艺方案的制定及实施均带来极大挑战。另一方面，钢板经过高温加热和在高温阶段粗轧后，需要经历较长时间的待温，以实现低温轧制，由此将对轧制节奏和生产效率造成不利影响。 在上述背景下，开发出热轧厚钢板本质细晶化高效轧制技术，通过化学成分和冶炼工艺的优化设计，使钢材本身具备晶粒细化能力，在大幅提高低温轧制温度甚至取消低温控轧的条件下，仍获得晶粒细化的显微组织以及良好的力学性能，显著提高轧制节奏和生产效率，对于高端厚板产品的开发以及钢铁企业生产能力和技术水平的提升具有重要意义。

针对国内板带材生产中能耗高、成材率低、生产效率低的实际情况，以国内典型微合金化钢板带材流程为依托，开发了系统完整的关键工艺与装备技术，包括：1）以倒角结晶器技术为核心，开发了具有优化弧形曲面形状的倒角结晶器和不同结构组合的侧面支撑足辊，有效控制了裂纹敏感性钢种铸坯的角部横裂纹和纵裂纹，使微合金化钢连铸坯表面缺陷率降低到0.5%以下，实现了微合金化钢连铸坯生产由冷态下线切角清理到550℃热装的转变；2）突破微合金化钢铸坯红送裂纹形成机理，开发了连铸坯表面快冷工艺与装备技术，通过铸坯表面快冷，使铸坯表面温度迅速降低至600℃以下，表面层8-10mm厚度铸坯完全实现奥氏体向铁素体转变，有效避免热送过程中红送裂纹的发生，同时，又可保证铸坯芯部900-1000℃的高温，使铸坯断面平均温度达到750℃-800℃，实现了连铸坯由冷装到550℃温装、再到750℃以上高温直装轧制的两个飞跃；3）以连铸坯二次倒角及角部形状优化控制为核心，开发了板带材边直裂或翘皮控制装备和技术，使低碳、超低碳带钢边直裂及翘皮缺陷发生率降低90%以上，使宽厚板边直裂发生位置距离边部小于10mm的比例达到85%以上，提高宽厚板成材率1～2%；4）集成优化了倒角结晶器技术、板带材边直裂控制技术和铸坯表层快冷技术，形成了低成本、高效化板带材绿色制造成套技术，并实现工业化应用。 同时，为了进一步提高铸坯质量和铸机的生产效率，还配套开发了包括凝固末端轻压下技术、高拉速技术、连铸坯热态在线调宽技术、连铸坯质量专家系统、结晶器漏钢预报技术、二冷动态控制技术、中间包快换技术、保护渣系列技术等多种技术作为该集成技术的支撑。上述技术的集成应用，实现了从铸坯到轧材对产品各个环节的质量控制，提高了钢的成材率、节约了能源消耗、大幅缩短了生产时间，减少了钢厂的车间场地和资金占用，其生产线关键技术指标达到国际领先。

M3组织可有效避免裂纹形核与阻止扩展，改善载荷-位移曲线，提高钢材强度和塑韧性。实现方法是：（1）将基体组织由单一铁素体型调控为多型相+亚稳奥氏体相；（2）亚稳相调控由相变冷却过程扩展到生产与服役全过程；（3）组织调控尺度由微米级发展到10-5-10-8m范围。 开创性地提出亚稳超细奥氏体提升强塑积的第三代汽车钢技术路线，通过中锰合金化和逆相变热处理工艺，获得了含大量亚稳奥氏体的亚微米多相组织，发明了抗拉强度范围600-1500MPa和强塑积不小于30GPa%的第三代汽车钢。引领国内外高强塑积汽车钢的研发与生产。 发明的中锰钢温成形技术，减少了对传统热压成形涂层材料22MnB5和热成形工艺的依赖，丰富了未来汽车超高强度钢板选材的空间，简化了超高强钢板成形技术难度和工艺要求，降低了生产成本。 创新了屈服强度500MPa-700MPa级低合金钢M3组织调控技术，在低合金钢中成功调控出多相（铁素体+贝氏体）、稳定的残余奥氏体和纳米析出的M3组织，实现了低屈强比（≤0.85）、高均匀延伸（～10%）、屈服强度500-700MPa级高强度低合金钢。

板带材普遍采用两阶段控制轧制工艺，即采用奥氏体再结晶区粗轧和奥氏体未再结晶区精轧相结合方式。传统板带材生产普遍采用传输辊道空冷待温的方法，其冷速慢、占用生产时间长、生产节奏慢，并严重制约生产效率。因此，板带材控轧生产中逐步采用了喷水冷却方法代替空冷方式简称中间冷却IC，并在此基础上发展了中间冷却技术。2010年来，北京科技大学通过反复的设计完善及试验研究，开发了应用于控制轧制中间坯的超密度冷却装置，此装置能实现均匀冷却。此装置具有超密度、小流量、中压水喷射冷却特点，中压水使用范围较为广泛，能适应0.30-1.0MPa范围中压水要求。同时，可充分利浊环水系统降低投资，增加水系统循环利用率，降低综合能耗。该技术已在中厚板和热连轧板带厂进行应用，其布置于粗轧机与精轧机之间或中厚板生产线精轧机后。应用结果表明：中间坯冷却均匀、多坯交叉轧制生产效率大幅提高、奥氏体晶粒细化、强韧性得到有效提高、钢板表面质量改善、氧化铁皮均匀及附着力强。

研究内容和目标 （1）高品质铬资源节约型不锈钢关键技术开发与应用示范 在不添加Cu、Mo和Ni等贵合金元素条件下，开发节铬型微合金化铁素体不锈钢，推进其在制品和装饰领域的应用； 开展铬离子析出和人体健康安全性关系的机理研究，开发出资源节约、兼顾经济性和人体安全的生态友好型节铬铁素体不锈钢，快速推进其在制品和餐具领域的广泛应用； 深入研究相变诱导塑性（TRIP）效应在双相不锈钢中的机理，开发具有TRIP效应的节铬型经济双相不锈钢，拓展其在工业领域的替代304的局部应用； （2）高品质钼资源节约型不锈钢关键技术开发与应用示范 研究Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、Nb（V）、N元素对材料的力学性能、成形性能、可焊性以及耐腐蚀性的影响规律； 开发一种耐点蚀和氯离子应力腐蚀性能良好、满足水处理系统介质的耐蚀性要求、替代SUS304钢种和SUS444钢种在太阳能行业中的应用、成形性和可焊性优于SUS444的节钼型高性能铁素体不锈钢，快速推进其在太阳能领域和水箱领域的广泛应用； 开发一种耐氧化性介质腐蚀和耐氯离子点蚀和应力腐蚀性能良好的节钼节镍型奥氏体不锈钢，实现部分替代目前应用于化工行业、热交换器行业和压力容器行业的SUS316L奥氏体不锈钢。 目标：开发微合金化铁素体不锈钢、生态友好铁素体不锈钢、具有TRIP效应的经济双相不锈钢，铬用量相对于传统铬系430不锈钢节省10%以上。

研究内容和目标 （1）高品质镍资源节约型不锈钢关键技术开发与应用示范 重点攻克双相不锈钢等材料AOD炉冶炼氮的精确控制、热塑性、热处理、高效酸洗、焊接及复合材料制备等多项技术； 开发新一代经济型、超级双相不锈钢，快速推进此类材料在石化、造船、海水淡化、真空制盐、烟气脱硫等重要领域中的实际应用。 （2）氮合金化资源节约型不锈钢关键技术开发与应用示范 系统解决氮合金化资源节约型不锈钢高效率冶炼、连铸共性技术问题； 高合金奥氏体不锈钢热加工技术； 开发出高强度、低成本、耐磨蚀、低磁甚至无磁的低镍高氮奥氏体不锈钢，大力推进其在建筑、煤机、国防等领域的实际应用。 （3）高性能弥散强化钢工业化生产关键技术集成及应用 设计新的节镍型弥散强化不锈钢成分与工业化生产工艺流程； 创新性解决前驱体粉末制备中的弥散相粒度与分布、致密化处理、微观组织控制、大尺寸钢材加工等工艺技术难题； 建立高品质弥散强化钢示范生产线； 开发出特殊环境使用的新型节镍不锈钢品种，以及其它弥散钢种，在火力发电系统、高温燃烧炉、军工和航空航天领域进行推广应用。 （4）资源节约型换代车轴钢关键技术与应用 研究解决高炉回收煤气热值低的问题； 掺混天然气比例控制模型的建立； 钢锭在氮化铝充分固溶温度下轧制机理、解决钢坯表面裂纹缺陷深的问题、攻克钢坯取消酸洗清理遇到的技术难题； 对材料进行晶粒度粗化温度研究，解决原LZ50材料晶粒粗化温度低的问题； 研究实现高疲劳极限σ-1≥310MPa，比LZ50提高70MPa以上的技术难题。 （5）不锈钢工程装备在强还原性环境中的腐蚀控制与延寿技术 重点研究利用电沉积法在不锈钢表面制备钯系合金薄膜的技术，通过钯对不锈钢表面钝化性能的促进作用来提高不锈钢在非氧化性介质中的耐蚀性； 在工程现场对不锈钢设备进行大面积施镀的技术、工艺与装备。 目标：开发高性能含氮双相不锈钢和高氮不锈钢，镍用量相对于普通304不锈钢节省10～30%；