携手攻克“卡脖子”
技术人员在优化技术方案
今年以来,河钢集团张宣科技特材研制公司定位高端、发力高端,与中国科学院等离子所联合研发的超低温高强韧不锈钢材料(俗称低温钢),有效解决了在极低温条件下高强度和高韧性无法兼顾的技术难题,成功攻克我国35项“卡脖子”技术难题之一。
致力研发新材料
低温钢是超低温高强韧不锈钢材料,属于国际前沿的特殊材料,可在4.2K温区(-268.8℃)下服役,应用于国家大型低温工程,如未来星际高速飞船薄壁金属贮箱、磁约束核聚变、氢能源等领域。2023年,该公司与中国科学院等离子所建立合作,开启了对该材料的研发攻关。
为保障开发成功,技术团队针对该材料特性需求,历经多次理论计算和实践摸索、试验,结合熔炼元素特性及真空感应炉熔炼环境下的铝脱氧、超低碳控制、合金化等工艺,细致调整C、N、Cr等近15种元素的控制范围,确定氮、氧等关键元素的精准控制方案。同时,结合该材料对超低温条件的屈服强度和抗拉强度的极高要求,创新实施“氮气回填”技术,通过细致、严密的冶金计算,今年,终于初步确定了首次开发方案。
“11月11日的低温钢检测结果显示,各项关键指标均优于技术协议要求,具备交付条件!”该公司质量部部长王建强说,这份检测报告,更坚定了他们进一步进行技术攻关的决心。
反复试验获突破
“去年我们刚开始研发时,曾担心冶炼中不好固氮,但试验结果却是氮控超过了目标值。”王建强说。为此,今年,技术团队调整思路,通过精密计算氮化物添加量与充氮时间对氮控的影响,反推氮元素收得率。同时,反复调整真空冶炼过程中各合金元素的加入量、加入顺序及加入时机,并结合不同元素的亲氮程度合理调整回填氮气压力、回填时间,成功解决材料精准控氮难题。此外,结合材料特性定制全新的电渣重熔渣系,创新电渣全流程辅助脱氧工艺,成功将所有元素控制在内控范围内。
11月份,技术团队针对低温钢塑性差、易开裂特点,经反复摸索,成功利用45MN快锻机装备和技术优势,将单边压下量精准控制在5毫米以内,克服了材料易开裂问题,有效保障了产品稳定的低温综合性能,为后续该材料逐步实现批量化生产、产业化应用奠定坚实基础。
“2024年,除了在低温钢领域的突破,我们还完成绿色含钴高端模具钢、新型铁路轨道用材料等十余种高端产品的开发生产。后续,我们将持续锚定‘专、精、特、新’目标,借助绿色低碳技术优势,引领下游行业对低碳新需求,为产品链条注入发展新动能新优势。”王建强坚定地说。
靳红伟 刘林