玩轉“氮魔法”
——攀鋼突破高端無磁鋼製備技術記
2026-03-26 12:41:27
本報記者 孟祥林 通訊員 塗露寒 王建強
近日,攀鋼在高氮無磁鋼製備領域取得重大突破,成功製備出氮含量高達0.7%的高端無磁鋼,打通了從爐料配比、精煉提純到鍛造成型的全流程製備工藝,突破了高氮無磁鋼製備方麵的技術瓶頸。 這項凝聚著攀鋼人智慧與汗水的創新成果,正為我國高端裝備製造業蓄勢發力。
高氮無磁鋼具備高強度、高韌性和高耐蝕性3大特色優勢,廣泛應用於醫療、航空航天、海洋工程、電子工業和能源等領域。高氮無磁鋼的氮含量每提升0.1%,製備難度就呈幾何級數增長。國外同類產品氮含量普遍高於0.6%,而我國此前量產水平長期停留在0.5%左右。研究表明,每提高0.1%的氮含量,可以提高奧氏體不鏽鋼強度60兆帕~100兆zhao帕pa。此ci前qian,我wo國guo商shang業ye上shang常chang用yong的de無wu磁ci鑽zuan鋌ting用yong鋼gang的de力li學xue性xing能neng和he耐nai蝕shi性xing明ming顯xian比bi同tong類lei進jin口kou產chan品pin差cha,很hen難nan適shi應ying越yue來lai越yue惡e劣lie的de鑽zuan井jing條tiao件jian,使shi得de國guo內nei高gao端duan高gao氮dan無wu磁ci鋼gang尤you其qi是shi海hai上shang平ping台tai石shi油you鑽zuan鋌ting用yong高gao氮dan無wu磁ci鋼gang長chang期qi依yi賴lai進jin口kou,價jia格ge貴gui且qie交jiao貨huo周zhou期qi長chang,嚴yan重zhong製zhi約yue了le我wo國guo高gao端duan裝zhuang備bei製zhi造zao業ye的de發fa展zhan。
為打破這一技術壁壘,盡快實現高氮無磁鋼國產化,攀鋼科技人員踏上了一條充滿荊棘與挑戰的研發之路。
時針撥回到攀鋼高氮無磁鋼研發現場,深夜的攀長特冶煉車間,33歲的項目負責人程禮梅博士正盯著中控顯示屏上跳動的數據,當屏幕上氮含量0.55%的數值再次定格時,這位身材瘦小戴著細框眼鏡的女博士輕輕歎了口氣。這已經是第5次實驗了,氮合金化控製技術如同“攔路虎”,實(shi)驗(yan)數(shu)據(ju)始(shi)終(zhong)無(wu)法(fa)達(da)到(dao)預(yu)期(qi)效(xiao)果(guo),讓(rang)整(zheng)個(ge)團(tuan)隊(dui)陷(xian)入(ru)困(kun)境(jing)。麵(mian)對(dui)挫(cuo)折(zhe),該(gai)項(xiang)目(mu)團(tuan)隊(dui)成(cheng)員(yuan)沒(mei)有(you)放(fang)棄(qi),他(ta)們(men)反(fan)複(fu)查(zha)閱(yue)文(wen)獻(xian),調(tiao)整(zheng)實(shi)驗(yan)方(fang)案(an)。程(cheng)禮(li)梅(mei)更(geng)是(shi)時(shi)常(chang)穿(chuan)梭(suo)在(zai)攀(pan)長(chang)特(te)的(de)冶(ye)煉(lian)車(che)間(jian)和(he)鍛(duan)造(zao)車(che)間(jian)跟(gen)蹤(zong)記(ji)錄(lu)——
“劉工,請問今天的鋼冶煉過程中有什麼問題嗎?”
“王姐,麻煩給我看看這次高氮鋼的冶煉成分檢測結果嘛?”
“張師傅,這次高氮無磁鋼的鍛造工藝需要對變形量和終鍛溫度進行把控。”
……
每天忙碌而充實。“科研就像爬山,過程很累,但當你登上山頂的那一刻,所有的辛苦都值得。”程禮梅拿著手中記滿了數據的筆記本笑著說道。經過反複驗證與探索,該項目團隊優化熱力學計算模型,在實驗室多次模擬不同溫度、壓力條件下氮原子的擴散行為,終於掌握了氮原子的變化規律,在產線應用後成功攻克了氮合金化控製技術難題。
鋼gang材cai中zhong增zeng加jia化hua學xue元yuan素su鉬mu和he氮dan會hui嚴yan重zhong影ying響xiang產chan品pin鍛duan造zao加jia工gong性xing能neng,但dan可ke提ti高gao產chan品pin的de耐nai蝕shi性xing和he強qiang度du,因yin此ci,這zhe些xie元yuan素su的de含han量liang必bi須xu控kong製zhi在zai合he理li的de區qu間jian內nei。在zai研yan發fa過guo程cheng中zhong,如ru何he優you化hua鍛duan造zao工gong藝yi參can數shu,又you成cheng為wei另ling一yi個ge“攔路虎”,擋在了程禮梅和她團隊成員的麵前。
如ru果guo按an傳chuan統tong的de鍛duan造zao變bian形xing工gong藝yi進jin行xing鍛duan軋zha生sheng產chan,產chan品pin表biao麵mian質zhi量liang無wu法fa保bao證zheng,可ke能neng會hui出chu現xian大da批pi量liang產chan品pin鍛duan造zao開kai裂lie或huo表biao麵mian裂lie紋wen的de風feng險xian。該gai項xiang目mu團tuan隊dui成cheng員yuan沒mei有you被bei眼yan前qian的de困kun難nan所suo嚇xia倒dao,他ta們men像xiang解jie決jue氮dan合he金jin化hua控kong製zhi技ji術shu一yi樣yang,冷leng靜jing下xia來lai,逐zhu項xiang分fen析xi可ke能neng存cun在zai的de影ying響xiang因yin素su,並bing開kai展zhan係xi統tong性xing的de研yan究jiu工gong作zuo。團tuan隊dui中zhong一yi部bu分fen科ke研yan人ren員yuan在zai實shi驗yan室shi不bu斷duan優you化hua實shi驗yan參can數shu,部bu分fen人ren員yuan在zai生sheng產chan現xian場chang跟gen蹤zong生sheng產chan數shu據ju,記ji錄lu現xian場chang設she備bei運yun行xing數shu據ju,雙shuang方fang定ding期qi開kai展zhan交jiao流liu討tao論lun,不bu斷duan調tiao整zheng參can數shu,影ying響xiang因yin素su也ye在zai逐zhu漸jian減jian少shao。通tong過guo一yi係xi列lie脫tuo氧yang製zhi度du優you化hua、zhachengfenshejidengxiangguanchuangxinjucuohou,bujinshengchandechanpinbimianleyouhaixichuxiang,cailiaoderesuxingyededaomingxiantigao,youxiaofangzhileduanzaokailiewentidefasheng,tongshi,cailiaodenaifushixingnenghezonghelixuexingnengyededaotisheng。
成效雖顯著,但過程是艱辛的。每到高氮無磁鋼鍛造生產前,該項目團隊都會對鍛造前的工藝進行模擬——
“英虎,你按照長鋼鍛造工藝參數開展的熱變形仿真結果給大家再演示一下。”
“王姐,你再把我們前期的實驗報告打開,大家再一起看看。”
“鍛造過程中,我們要借助高溫槍對電渣錠出加熱爐的溫度、鍛造開坯溫度、終鍛溫度進行全程監測。”
……
每mei到dao高gao氮dan無wu磁ci鋼gang鍛duan造zao生sheng產chan前qian,程cheng禮li梅mei總zong是shi帶dai領ling團tuan隊dui成cheng員yuan一yi遍bian又you一yi遍bian地di討tao論lun生sheng產chan工gong藝yi,把ba控kong每mei一yi道dao生sheng產chan環huan節jie。團tuan隊dui成cheng員yuan就jiu像xiang準zhun備bei出chu征zheng的de戰zhan士shi,鬥dou誌zhi昂ang揚yang,又you滿man懷huai期qi望wang。在zai生sheng產chan過guo程cheng中zhong,團tuan隊dui成cheng員yuan冒mao著zhe酷ku暑shu,不bu分fen晝zhou夜ye地di堅jian守shou在zai生sheng產chan現xian場chang,全quan程cheng監jian測ce鋼gang錠ding在zai變bian形xing過guo程cheng中zhong的de溫wen度du變bian化hua,緊jin張zhang地di跟gen隨sui現xian場chang工gong人ren一yi起qi檢jian查zha鋼gang坯pi表biao麵mian質zhi量liang情qing況kuang。經jing過guo近jin半ban年nian的de不bu懈xie努nu力li,攀pan鋼gang的de科ke技ji人ren員yuan成cheng功gong製zhi備bei出chu氮dan含han量liang最zui高gao達da0.7%的高氮無磁鋼,打通了該係列材料的全流程製備工藝,實現了該高氮無磁鋼真正的國產化。
在開發高氮無磁鋼的艱辛征程中,團隊中的青年科技人員也逐漸成長起來。目前團隊中高級工程師及以上人員共6人,占比達到100%。在該項目研發期間,他們共發表學術論文7篇,申請發明專利9項。
cicijishudetupo,bujinbiaozhizhepangangzaigaodanbuxiuganglingyudezhibeishuipingmaishangleyigexindetaijie,haiweiwoguogaoduanzhuangbeizhizaoyetigongleqiangyoulidecailiaozhicheng,weituidongxiangguanchanyedezizhuchuangxinheshengjifazhanzhurulexindedongli,weiwoguogaoduanzhuangbeizhizaoyedetengfeitigonggengjiajianshidezhicheng。
《中國冶金報》(2025年07月23日 03版三版)
來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
編輯:宋玉錚
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