“億噸鋼企”中國寶武年產(chǎn)某高溫合金材料1.5噸?怎么可能?
這是中國寶武旗下寶武特種冶金有限公司(以下簡稱寶武特冶)研制出的一種高溫合金材料，用途非常專一——長征系列運載火箭的發(fā)動機熱端部件，它承受著火箭發(fā)動機噴射出近3000℃的高溫，體內(nèi)卻流淌著零下100多度的超低溫燃料。
這種材料用量雖很少，用處卻很大。高溫合金被譽為工業(yè)皇冠上的明珠材料，我國在小口徑薄壁高溫合金管材產(chǎn)品和制造技術(shù)方面長期處于空白，且受國外嚴(yán)密封鎖。經(jīng)過10余年研發(fā)，寶武團隊實現(xiàn)了這種高溫合金材料零的突破，為我國航天事業(yè)提供了保障。為了生產(chǎn)這1.5噸高溫合金，寶武配備了幾十人的團隊。在鋼鐵行業(yè)，這樣的配比幾乎是不可想象的。
這種“小而美”的高溫合金材料展示了我國鋼鐵行業(yè)一個神秘的角落：為服務(wù)國家戰(zhàn)略而研發(fā)的“高精尖特”產(chǎn)品。走進寶武特冶的展示廳，幾乎可以概覽半部中國重大工程發(fā)展史。長征運載火箭、航空發(fā)動機、西氣東輸、核電站、磁浮、大飛機……無一不留下寶武的印跡。
寶武特冶作為中國寶武旗下唯一的特種冶金材料研發(fā)和制造企業(yè)，代表中國寶武承擔(dān)國家特種冶金材料研發(fā)和保供的使命。去年，寶武的高純凈度三聯(lián)冶煉某合金棒材制備工藝通過中國航發(fā)技術(shù)評審，為實現(xiàn)我國航空發(fā)動機關(guān)鍵材料自主可控提供保障。成功研制出可用于630℃超超臨界火電機組的新型耐熱鋼材料，屬于世界首創(chuàng)，推動我國火電材料從跟跑轉(zhuǎn)變?yōu)轭I(lǐng)跑。
去年12月20日，央視《新聞聯(lián)播》播出一條快訊：全球首個第四代高溫氣冷堆核電站在山東威海并網(wǎng)發(fā)電。
千里之外的上海寶山，寶武員工歐新哲等待這則消息已經(jīng)許多年了。歐新哲今年41歲，是寶武的一名高級工程師，參與研發(fā)了第四代核電站關(guān)鍵部件所需鎳基合金材料。
核電站并網(wǎng)發(fā)電那天，他特意來到公司檢驗室。這里立著幾十個狀如小鐵桶的實驗機，其中一個實驗機里掛著他的鎳基合金樣品。樣品大小與成人食指相仿，兩端是螺紋。它在實驗機里持續(xù)承受外力拉伸及750℃高溫炙烤。歐新哲打開與實驗機聯(lián)網(wǎng)的電腦，鼠標(biāo)懸浮在第39號樣品“掛樣時長”一欄，讀數(shù)56929跳了出來。 下轉(zhuǎn)◆6版
(上接第1版) 56929小時前，他把這件用于第四代核島的合金樣品送到了這間檢驗室，接受壓力、熱力測試。檢驗的時長門檻是1000小時：只有堅持1000小時以上不斷，才算合格?，F(xiàn)在，56929小時過去了，樣品依然完好地在檢驗環(huán)境里掛著。
歐新哲接手研發(fā)這種鎳基合金已是10年前的事了。十年磨一劍，時至今日，第四代核能技術(shù)全球也只有中國等少數(shù)幾個國家掌握。
材料研發(fā)難度在哪里?寶武特冶總工程師趙欣解釋說：“難度不在于材料的成分，難的是怎么做到質(zhì)量穩(wěn)定?！贝騻€不太嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋确?，好比和面，難在每次都把面和得均勻、和得沒有雜質(zhì)。
這團“面”——第四代核島所需鎳基合金——歐新哲和同事們從2012年開始“和”，一直“和”到2015年。每一個性能指標(biāo)都是關(guān)卡。他已經(jīng)記不清這三年里失敗過多少次。每次，做出樣品，送到檢驗室，接受1000小時掛樣檢驗。有時候，兩三百小時，樣品就斷了。他們就優(yōu)化化學(xué)成分、改進加工工藝，再試一次。不到1000小時，又?jǐn)嗔?，再來一次……這樣反反復(fù)復(fù)三年多，直到2015年，鎳基合金樣品終于跨過了1000小時門檻。達標(biāo)!
寶武人的突破對國家意義非凡。首先是降低了重大工程造價。寶武研制出第三代核電U形傳熱管后，同類進口產(chǎn)品價格從每噸300萬元降到六七十萬元，建造一座核電站由此節(jié)約上億元。類似，國產(chǎn)化后，用于惡劣地質(zhì)條件下油氣田開采的鎳基合金從每噸80萬元降到20萬元。
更重要的是，寶武的“高精尖特”產(chǎn)品在保障能源安全、服務(wù)國家戰(zhàn)略方面發(fā)揮了不可替代的作用。
趙欣說：“材料研發(fā)就像培養(yǎng)孩子，要智慧和耐心兼?zhèn)?。”材料科學(xué)的進步需要時間積累。比如核電站需要服役60年，60年中材料性能如何變化?這些數(shù)據(jù)我們還不掌握。而日本火電機組里的一些關(guān)鍵材料，在檢驗室里掛樣掛了30年。從這個意義上說，數(shù)據(jù)比材料更加“值錢”。
此刻，在寶武特冶的檢驗室里，歐新哲的鎳基合金樣品已經(jīng)掛了近6萬小時。檢驗還在繼續(xù)，材料的性能數(shù)據(jù)與時俱增。這些數(shù)據(jù)將是我國材料領(lǐng)域千金難買的財富。(記者 宰飛)
