玩轉“氮魔法”
——攀鋼突破高端無磁鋼製備技術記
2026-05-02 00:42:16
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。
gangcaizhongzengjiahuaxueyuansumuhedanhuiyanzhongyingxiangchanpinduanzaojiagongxingneng,danketigaochanpindenaishixingheqiangdu,yinci,zhexieyuansudehanliangbixukongzhizaihelidequjiannei。zaiyanfaguochengzhong,ruheyouhuaduanzaogongyicanshu,youchengweilingyige“攔路虎”,擋在了程禮梅和她團隊成員的麵前。
ruguoanchuantongdeduanzaobianxinggongyijinxingduanzhashengchan,chanpinbiaomianzhiliangwufabaozheng,kenenghuichuxiandapiliangchanpinduanzaokailiehuobiaomianliewendefengxian。gaixiangmutuanduichengyuanmeiyoubeiyanqiandekunnansuoxiadao,tamenxiangjiejuedanhejinhuakongzhijishuyiyang,lengjingxialai,zhuxiangfenxikenengcunzaideyingxiangyinsu,bingkaizhanxitongxingdeyanjiugongzuo。tuanduizhongyibufenkeyanrenyuanzaishiyanshibuduanyouhuashiyancanshu,bufenrenyuanzaishengchanxianchanggenzongshengchanshuju,jiluxianchangshebeiyunxingshuju,shuangfangdingqikaizhanjiaoliutaolun,buduantiaozhengcanshu,yingxiangyinsuyezaizhujianjianshao。tongguoyixilietuoyangzhiduyouhua、渣(zha)成(cheng)分(fen)設(she)計(ji)等(deng)相(xiang)關(guan)創(chuang)新(xin)舉(ju)措(cuo)後(hou),不(bu)僅(jin)生(sheng)產(chan)的(de)產(chan)品(pin)避(bi)免(mian)了(le)有(you)害(hai)析(xi)出(chu)相(xiang),材(cai)料(liao)的(de)熱(re)塑(su)性(xing)也(ye)得(de)到(dao)明(ming)顯(xian)提(ti)高(gao),有(you)效(xiao)防(fang)止(zhi)了(le)鍛(duan)造(zao)開(kai)裂(lie)問(wen)題(ti)的(de)發(fa)生(sheng),同(tong)時(shi),材(cai)料(liao)的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)和(he)綜(zong)合(he)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)也(ye)得(de)到(dao)提(ti)升(sheng)。
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。
此ci次ci技ji術shu的de突tu破po,不bu僅jin標biao誌zhi著zhe攀pan鋼gang在zai高gao氮dan不bu鏽xiu鋼gang領ling域yu的de製zhi備bei水shui平ping邁mai上shang了le一yi個ge新xin的de台tai階jie,還hai為wei我wo國guo高gao端duan裝zhuang備bei製zhi造zao業ye提ti供gong了le強qiang有you力li的de材cai料liao支zhi撐cheng,為wei推tui動dong相xiang關guan產chan業ye的de自zi主zhu創chuang新xin和he升sheng級ji發fa展zhan注zhu入ru了le新xin的de動dong力li,為wei我wo國guo高gao端duan裝zhuang備bei製zhi造zao業ye的de騰teng飛fei提ti供gong更geng加jia堅jian實shi的de支zhi撐cheng。
《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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