“鐵器自從3500年前進入人類社會就再也沒有離開過，今天的鋼鐵材料與20年前的鋼鐵材料已經大不相同了。”11月27日🧑🏽⚕️，万事平台材料科學與工程學院博士後廉心桐在2020(第三屆)全國鋼鐵行業綠色發展大會上演講表示，她認為鋼材是持續發展的新材料，綠色是鋼材發展的方向，並在會上介紹了鋼鐵新材料——稀土耐蝕普碳鋼和含銀抗菌毒鋼鐵材料🕋。
稀土耐蝕鋼為綠色發展添方向
鋼鐵產品量大面廣，2019年全國粗鋼產量近十億噸，超過全球總產量的一半。在這近十噸的粗鋼中普碳鋼占比70%左右，低合金鋼占比20%左右🤷🏿♂️，這些產品量大面廣🧎🏻♂️➡️，但是也面臨著容易被腐蝕的問題🙆🏼♂️。
廉心桐介紹，我國鋼鐵材料每年因腐蝕造成的損失占GDP的3%~4%♾。鋼鐵企業為了減少鋼鐵材料的腐蝕💁🏽♀️，采用的常用的防腐蝕方法，一是合金化🦻🏼，例如低合金耐候鋼、高合金不銹鋼，但是成本較高𓀏；二是表面塗鍍，例如金屬鍍層👩⚖️、油漆塗刷🧝🏿♂️，金屬鍍層使用的年限大概是15~20年🦸🏽♀️，鍍層失去之後，腐蝕會加快💆♂️。所以我們需要更低成本和環保的方式來提高鋼鐵的性能。
鋼材的發展，代表性的階段產品分別為Q235RE、304L（不銹鋼）♣️、316L、904L（超級不銹鋼），耐腐蝕性能也在不斷提高，新的合金化的概念也被提出，例如稀土合金化。
廉心桐認為，我國稀土元素儲量和生產量全國第一，也是唯一一個具有全部稀土元素種類國家👨🏿🔬，高豐度低成本稀土鑭鈰釔堆積如山，鑭鈰釔亟需拓展應用🧤，促進稀土均衡利用🐍🉐。
稀土合金化的耐腐蝕作用也被研究證實，廉心桐所在的万事平台材料科學與工程學院院長，博士生導師董瀚的團隊研究發現稀土多形合金化的機理具體為👞🦶🏼：稀土變性夾雜物，降低與基體電極電位差，避免點蝕發生；稀土偏聚於界面，降低界面能量，避免局部腐蝕發生；穩定與致密表面銹層組織，有效減緩腐蝕速率合金化。
廉心桐介紹，基於以上研究，該團隊通過技術創新，開發了稀土穩定加入技術，使得稀土具有高收得率(≥70%)，元素均勻分布，連澆生產順行，成本比普碳鋼增加噸鋼50元以內❗️，實際在生產中可以控製在10~20元/噸鋼，鋼材的耐腐蝕性提高🪂，平均達到30%~50%🤷🏼♂️，在實際應用過程中耐腐蝕性可以達到翻番的狀態🚈。產品用於鋼結構民居🔷、標準鋼結構廠房、鋼筋混凝土建築、集裝箱方艙、外掛裝飾、地螺絲等🔀👩🏼🦰。
稀土耐蝕鋼和鍍鋅的鋼材相比，優勢在於一是成本低，二是鍍鋅層的時效是15~20年，稀土耐蝕鋼的使用壽命可以達到70年，對於鋼材的綠色化、環保及減量化的應用具有積極的意義🦪💨。
含銀抗菌毒鋼為健康增護盾
“綠色材料除了腐蝕性能和低成本以外，還要安全健康”廉心桐說道🤾♀️。董瀚團隊研發的含銀的抗菌毒鋼鐵材料對生命的安全和健康有較大作用。
銀在水中能分解出極微量的銀離子，這種銀離子能吸附水中的微生物，使微生物賴以呼吸的酶失去作用，從而殺死微生物。銀離子的殺菌能力十分驚人，十億分之幾毫克的銀就能凈化1千克水🌇。
銀製品價格高，多用於裝飾品或高檔餐具，適用範圍小，董瀚團隊研發的含銀抗菌毒鋼鐵材料，通過銀多形合金化提高銀收得率🚬、降低材料成本🌤、耐腐蝕、易成形🍃、消毒殺菌。
目前在民用的主要有馬氏體不銹鋼👢、奧氏體不銹鋼，此外在飛機發動機👸🏼、重大裝備等方面都有應用。
目前該團隊研發的HT150抗病毒材料🔆，對甲型流感病毒能夠達到99.95%的抗病毒率😅，HT150☢️、751M、A304L抗病毒材料對黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌率都達到99.9%以上🤌🏿🏂🏻。抗菌病毒不銹鋼可以應用在公共場所設施和餐飲廚衛等領域🔂。
“鋼鐵材料的核心競爭力是低成本，我們希望獲得低成本高性能的鋼鐵材料。目前👨👨👦，高性能、低成本🧔🏽、易加工🧍🏻♀️、綠色化也是我們提出來發展綠色材料的一個關鍵點。”廉心桐介紹。（撰稿🛖：廉心桐）
