近日，山钢股份莱芜分公司技术中心板带研究所麻衡团队参与的“高原冻土公路用抗冻融高服役性能结构钢研究”获科技部“十四五”国家重点研发计划青年科学家项目专项立项。这是该团队继 2022 年 12 月承担 500MPa 风电钢板青年科学家项目之后的又一重大突破。

近年来，随着我国经济发展、国防需求及国家公路建设进程的持续推进，高原冻土地区的高速公路建设需求逐年递增。然而，在全球气候变暖背景下，高原冻土长周期冻融易导致高速公路桥梁、隧道等关键工程用混凝土严重开裂，威胁服役安全。

研究发现，由于低合金钢优异的强韧性和低温性，钢结构桥梁是该环境下替代钢混桥梁建造的理想选择。但在相对高温、高含冰量冻土地区，结构钢既要经受低温冻融、土壤腐蚀、复杂载荷等外部环境的“侵蚀”，又会发生因变形、焊接导致的组织演变，极易造成结构钢低温—力学—电化学耦合作用下的环境敏感断裂失效。因此，开发高服役性能结构钢，满足高原冻土高速公路建设需求至关重要且迫在眉睫。

本项目以我国高原冻土公路高海拔、高寒、高速环境对高服役性能钢铁材料的需求为导向，构建抗冻融钢成分组织结构设计准则，实现高原冻土环境用钢按需设计；基于 Zr—Ti—RE 复合脱氧与微合金化，突破抗冻融钢成分结构协同调控技术；建立水—热—力多场耦合测试方法，揭示抗冻融钢耐环境断裂的韧塑化机制；形成高原冻土环境加速腐蚀试验技术，揭示抗冻融钢耐蚀机理与控制因素。在此基础上，开发出耐低温冻融、耐土壤腐蚀、抗环境敏感断裂 420MPa 级高性能结构钢，为国家高原冻土环境桥梁、隧道、路基工程建设和安全服役提供技术支撑。

山钢股份莱芜分公司技术中心板带研究所麻衡团队一直致力于高性能钢铁材料的研发和应用，他们在钢铁材料的成分设计、组织调控、性能优化等方面取得了一系列重要成果。此次青年科学家项目专项立项，不仅是对他们团队科研实力的肯定，也是对他们团队为国家科技创新做出贡献的认可。相信在他们团队的不懈努力下，我国高原冻土公路用抗冻融高服役性能结构钢的研发和应用将取得更大的突破。