一“先进高强不锈钢”研发背景

在长达百年的不锈钢发展历程中，以304和316L为代表的铬镍系不锈钢屈服强度只有300MPa左右，在承载结构等领域需加厚使用，高昂的合金成本难以在承载结构领域推广，碳排放也高。近几十年来，国内外已产业化了14%Cr-1%Ni和16%Cr-4%Ni两大类节镍奥氏体不锈钢，其屈服强度提升，但耐点蚀当量PREN（%Cr 3.3（%Mo） 30（%N）-Mn）值低于16.0，耐蚀性远不如304不锈钢，使用寿命短，只能在干燥地区以及室内装饰等场景使用。为此，室外承载结构领域市场亟需耐蚀性良好的高强奥氏体不锈钢，也即先进高强奥氏体不锈钢（图1）。

在此之前，全球范围内尚未有高强度奥氏体不锈钢的产品标准和技术规范。青拓集团借鉴了国家标准GB/T 1951-2018《低合金高强度结构钢》屈服强度≥355MPa为高强度钢的理念，提出了先进高强度不锈钢的定义。即在承载结构领域不仅需要高强度的力学性能，而且需要良好的耐腐蚀性能，以确保承载结构的长寿命。综上所述，提出耐点蚀当量PREN≥18.0，且规定塑性延伸强度Rp0.2（屈服强度）≥355MPa的不锈钢为“先进高强不锈钢”，如下文所描述的含氮高强化奥氏体不锈钢QN系列以及双相不锈钢等产品。

二“先进高强不锈钢”研发及市场化

青拓集团于2018年全球首发了2000ppm以上氮的高强奥氏体不锈钢QN1803，其耐蚀性达到304不锈钢级，屈服强度达到355MPa以上。经过多年发展，已形成了不同耐点蚀当量的先进高强奥氏体不锈钢系列化产品，如QN1804、QN1906和QN 2109等，其耐点蚀性能达到304L、316L和317L不锈钢级。2020年11月在全亚洲范围内首发了先进高强经济型双相不锈钢QD2001，产品的屈服强度在450MPa以上，延伸率可达40%，其耐点蚀性达到304不锈钢级，且耐应力腐蚀能力远胜于304不锈钢。这些高强度不锈钢已形成了相关发明专利授权及国标（表1）。从2018年至2024年7月，青拓集团已累计生产和应用了100多万吨“先进高强不锈钢”（图2）。随着国标、行标和团标的建立，其市场化应用进程会进一步加快。

三“先进高强不锈钢”应用场景

“先进高强不锈钢”是在国家“双碳”目标下，钢铁材料向“高强、高韧、轻量化、长寿命、高性价比”的重大战略研发方向。“先进高强不锈钢”在保证耐腐蚀性前提下，可以实现减量化使用，降低综合使用成本。目前已推广应用于高铁隧道工程、装配式建筑、地铁工程、集装箱、家电、能源和海洋工程等高端领域，实现了多个全球首次应用。QN1804和QD2001全球首次应用于装配式芯板建筑结构，助力远大可建公司建成了“F”办公楼和上水堂酒店公寓等项目，荣获世界高层建筑与都市人居学会（CTBUH）全球创新奖以及世界模块化建筑住宅类项目第一名（图3）。QD2001全球首次应用于地铁工程，实现了减碳轻量化。经中国钢结构协会专家评审认定“双相不锈钢QD2001在轨道交通辅助设施产品研发方面整体达到国际先进水平”。全球最大的集装箱航运企业之一马士基使用QN1803不锈钢用于生产冷藏箱内胆，实现了大幅度降本的目标。全球最大的干货箱制造企业中集集团使用QN1803和QD2001用于食品罐车，实现了30%减重和节能减排。全球最大家电企业之一的美的集团使用QN1803用于集成形性、焊接性和耐蚀性于一体的洗碗机等高端家电，实现了北美市场50多万台洗碗机的销售目标。此外，QN1906和QN2109等用于海边湿法脱硫塔的建造，QN2109耐海水腐蚀不锈钢应用于宁德三都澳海洋牧场。