中國(guó)冶金報(bào) 中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 劉加軍 李倩 實(shí)習(xí)記者 常語(yǔ)寧 報(bào)道
“當(dāng)時(shí)站在百米開(kāi)外就聽(tīng)見(jiàn)震耳欲聾的響聲！還沒(méi)反應(yīng)過(guò)來(lái)，實(shí)爆試驗(yàn)就結(jié)束了。8公斤TNT（三硝基甲苯）！看著冒出來(lái)的黑煙、塵土和滿天飛的碎石塊，我的心都提到嗓子眼了，一直嘀咕鋼板不會(huì)裂了吧？”兩年了，普陽(yáng)鋼鐵技術(shù)部負(fù)責(zé)人鄭磊仍對(duì)當(dāng)時(shí)的緊張氣氛記憶猶新。
普陽(yáng)鋼鐵鋼板實(shí)爆試驗(yàn)高速攝像
讓鄭磊提心吊膽的“試驗(yàn)品”就是普陽(yáng)鋼鐵和上海大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的700兆帕級(jí)高強(qiáng)韌防爆鋼板。多年來(lái)，我國(guó)700兆帕級(jí)高強(qiáng)韌防爆鋼板主要依賴進(jìn)口，關(guān)鍵核心技術(shù)還受制于人，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究尚處于起步階段，一些大學(xué)和企業(yè)對(duì)此類鋼種的性能雖然有所研究，但仍處于試驗(yàn)階段，產(chǎn)品生產(chǎn)更是空白。下游相關(guān)企業(yè)要花高額的費(fèi)用進(jìn)口此類產(chǎn)品。“我們這個(gè)鋼板不僅突破了‘卡脖子’技術(shù)，而且據(jù)客戶反饋綜合性能完全不輸給國(guó)外同類型鋼板。”說(shuō)起這個(gè)鋼種，普陽(yáng)鋼鐵總經(jīng)理石躍強(qiáng)倍感驕傲。
圖為經(jīng)受8公斤TNT炸藥爆破后的普陽(yáng)鋼鐵700兆帕級(jí)高強(qiáng)韌防爆鋼板，在該公司中板車(chē)間展示。（普陽(yáng)鋼鐵 供圖）
斷供！咋辦？
鄭磊介紹，2020年初，新冠肺炎疫情發(fā)生后，國(guó)外突然停止向我國(guó)企業(yè)出口700兆帕級(jí)高強(qiáng)韌防爆鋼板。“斷供”無(wú)疑使我國(guó)相關(guān)企業(yè)“雪上加霜”，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)受到巨大影響。他們亟待尋找可替代進(jìn)口的防爆鋼板，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵裝備國(guó)產(chǎn)化、突破“卡脖子”技術(shù)的目標(biāo)。
普陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)高強(qiáng)韌防爆鋼板生產(chǎn)車(chē)間加熱爐區(qū)
上海大學(xué)高性能鋼研發(fā)團(tuán)隊(duì)是國(guó)內(nèi)著名的鋼鐵材料研發(fā)團(tuán)隊(duì)，曾多次攻克“卡脖子”技術(shù)問(wèn)題。2020年2月份，某企業(yè)向上海大學(xué)高性能鋼研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出材料需求，希望該團(tuán)隊(duì)幫助其尋找可靠的供應(yīng)商并快速開(kāi)發(fā)生產(chǎn)此類產(chǎn)品。普陽(yáng)鋼鐵憑借長(zhǎng)期以來(lái)過(guò)硬的產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量、過(guò)硬的技術(shù)支撐、強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感等被上海大學(xué)舉薦為該企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)此類產(chǎn)品。
普陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)高性能鋼板生產(chǎn)車(chē)間
“為突破‘卡脖子’技術(shù)問(wèn)題，也為了加大高端產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)力度，普陽(yáng)鋼鐵與上海大學(xué)高性能鋼研發(fā)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展校企合作，共同為該企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)高強(qiáng)韌防爆鋼板。
普陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)中板廠加熱爐
據(jù)了解，屈服強(qiáng)度和沖擊韌性是鋼材的兩個(gè)重要性能。在一定程度上，屈服強(qiáng)度大的鋼板相較于屈服強(qiáng)度小的鋼板，提高沖擊韌性的難度更大。高強(qiáng)韌防爆鋼板不僅對(duì)屈服強(qiáng)度、硬度有著較高的要求，而且對(duì)沖擊韌性、抗拉強(qiáng)度也有著很高的要求。這些給研發(fā)和生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。“我們進(jìn)行了多次嘗試，但是效果并不明顯。”鄭磊說(shuō)。
“上海大學(xué)高性能鋼研發(fā)團(tuán)隊(duì)深耕鋼鐵材料領(lǐng)域多年，對(duì)鋼鐵材料理論研究深入。其提出的多相、亞穩(wěn)、多尺度M3組織調(diào)控理論和技術(shù)可有效優(yōu)化高強(qiáng)鋼微觀組織，阻止裂紋形核和擴(kuò)展，改善載荷—位移曲線，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度和韌性的同步提升。”鄭磊說(shuō)，“由于這一理論在管線鋼、橋梁鋼等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，對(duì)于鋼板性能提升成效顯著。因此，我們嘗試將這一理論用于高強(qiáng)韌防爆鋼板的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)。”
“得到啟發(fā)后，我們以M3理論為指導(dǎo)，通過(guò)多相設(shè)計(jì)，全流程組織性能調(diào)控，最終成功制備出符合客戶要求的高強(qiáng)韌防爆鋼板，并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，突破了國(guó)外的技術(shù)封鎖。”鄭磊說(shuō)，“現(xiàn)在，我們的鋼板在零下40攝氏度的低溫沖擊功達(dá)到230焦耳~250焦耳，是普通鋼板的2.5倍左右。下一步，我們還將與上海大學(xué)一起繼續(xù)提高此類型鋼板的性能，使沖擊功達(dá)到300焦耳以上。”
炸了！成了！
前進(jìn)的道路上并非一帆風(fēng)順，總是充滿著種種考驗(yàn)。
在高強(qiáng)韌防爆鋼板開(kāi)發(fā)出來(lái)之后，客戶提出這樣的要求：“鋼板必須進(jìn)行一系列靜態(tài)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，尤其是要進(jìn)行實(shí)爆試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后，才會(huì)收貨。”
自此，一場(chǎng)轟轟烈烈的實(shí)爆試驗(yàn)緊鑼密鼓地準(zhǔn)備著。
據(jù)了解，普陽(yáng)鋼鐵在試制此鋼板的時(shí)候，就與上海大學(xué)同步開(kāi)展了爆破仿真模擬工作，模擬效果良好。但實(shí)爆試驗(yàn)，普陽(yáng)鋼鐵還從未做過(guò)。為確保實(shí)爆試驗(yàn)順利進(jìn)行，普陽(yáng)鋼鐵進(jìn)行了一系列準(zhǔn)備工作，并把鋼板千里迢迢運(yùn)輸?shù)桨踩珜I(yè)的試驗(yàn)單位進(jìn)行爆炸測(cè)試。
正在吊運(yùn)的普陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)高強(qiáng)韌防爆鋼板
2020年5月份，普陽(yáng)鋼鐵在江蘇某試驗(yàn)基地進(jìn)行了系列鋼板實(shí)爆試驗(yàn)，選取了4種材料共開(kāi)展了5次8公斤TNT爆破試驗(yàn)。鄭磊回憶著當(dāng)天的場(chǎng)景，說(shuō)道：“從來(lái)沒(méi)有做過(guò)實(shí)爆試驗(yàn)，我們也很好奇。但真到了現(xiàn)場(chǎng)，看到試驗(yàn)條件非常苛刻，心里也打鼓，想著既然來(lái)了，就硬著頭皮上吧。”
一聲驚“雷”，塵煙散去。
普陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)高強(qiáng)韌防爆鋼板熱處理車(chē)間
“結(jié)果出來(lái)，我震驚了。我們提供的鋼板被炸成了一口‘鍋’的形狀，還鼓起了巨大的‘包’，但就是這樣，也沒(méi)有一塊鋼板開(kāi)裂。”鄭磊說(shuō)，“一看這形勢(shì)，我們信心一下足了。同樣的試驗(yàn)，一口氣又做了4次，依舊是沒(méi)有一塊鋼板有裂紋。客戶看到被炸后的鋼板形態(tài)，都忍不住驚嘆，對(duì)我們豎起了大拇指。”
隨后，普陽(yáng)鋼鐵和客戶又對(duì)鋼板進(jìn)行了一系列性能檢測(cè)，得出結(jié)論：各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于客戶要求的指標(biāo)，完全滿足客戶的需求。自此之后，客戶徹底打消了對(duì)普陽(yáng)鋼鐵高強(qiáng)韌防爆鋼板質(zhì)量的擔(dān)憂，而且還在多個(gè)項(xiàng)目中試驗(yàn)應(yīng)用此鋼板。
普陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)技術(shù)人員在對(duì)高強(qiáng)韌防爆鋼板進(jìn)行組織分析
“對(duì)于我們普陽(yáng)而言，開(kāi)發(fā)此類鋼板的意義不僅在于開(kāi)發(fā)出新的鋼種，而且更重要的是獲得同樣適應(yīng)于開(kāi)發(fā)其他鋼種的技術(shù)和共性原理。”石躍強(qiáng)說(shuō)。
如今，經(jīng)過(guò)實(shí)爆試驗(yàn)后的4塊不同鋼板試樣，在上海大學(xué)材料學(xué)院廣場(chǎng)上展出，供來(lái)往學(xué)生參觀學(xué)習(xí)。
從依靠國(guó)外進(jìn)口到突破“卡脖子”技術(shù)，普陽(yáng)鋼鐵高端品種鋼研發(fā)生產(chǎn)的步伐鏗鏘有力。回望來(lái)時(shí)路，石躍強(qiáng)感慨萬(wàn)千。
普陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)質(zhì)檢人員對(duì)高強(qiáng)韌防爆鋼板進(jìn)行在線檢驗(yàn)
“普陽(yáng)鋼鐵上世紀(jì)90年代進(jìn)入冶金行業(yè)，中厚板生產(chǎn)線于2004年籌劃建設(shè)、2006年投產(chǎn)。”石躍強(qiáng)說(shuō)，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面，普陽(yáng)鋼鐵2007年就定下了少參與普碳鋼競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)，向高端品種鋼開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)之路邁進(jìn)的目標(biāo)。
多年來(lái)，普陽(yáng)鋼鐵始終堅(jiān)持追求精品，苦練內(nèi)功提質(zhì)量，不斷突破技術(shù)瓶頸，努力掌握核心關(guān)鍵技術(shù)。為叩開(kāi)高端市場(chǎng)的大門(mén)，該公司黨委書(shū)記、原董事長(zhǎng)郭恩元在2008年確定了“產(chǎn)品質(zhì)量要高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”的產(chǎn)品定位，并引進(jìn)先進(jìn)的產(chǎn)線裝備，建立校企聯(lián)合研發(fā)平臺(tái)，成立技術(shù)部門(mén)，加快新品研發(fā)步伐。
“通過(guò)一系列措施的落實(shí)，普陽(yáng)品牌尤其是普陽(yáng)中厚板品牌在國(guó)內(nèi)及國(guó)際市場(chǎng)逐漸享有盛譽(yù)，擁有了一定的品牌影響力和市場(chǎng)定價(jià)權(quán)。”石躍強(qiáng)說(shuō)，經(jīng)過(guò)多年積淀和技術(shù)創(chuàng)新，目前該公司擁有3條中厚板生產(chǎn)線，成為華北地區(qū)最大的中厚板生產(chǎn)基地。
現(xiàn)在，就在這個(gè)基地，鄭磊及相關(guān)團(tuán)隊(duì)正在加緊開(kāi)發(fā)更高強(qiáng)度級(jí)別防彈、防爆一體化的高性能鋼板。也許不久的將來(lái)，我們會(huì)聽(tīng)到另一個(gè)“爆破”故事。
技術(shù)檔案
普陽(yáng)鋼鐵防爆鋼板研發(fā)與應(yīng)用
品種：700兆帕級(jí)高強(qiáng)韌防爆用鋼板，厚度達(dá)6毫米~40毫米。
攻關(guān)梗概：防爆鋼是裝甲車(chē)輛及軍、民防護(hù)裝備用的關(guān)鍵材料。目前，我國(guó)防雷車(chē)輛底部所用的防爆鋼板大多仍采用進(jìn)口鋼板，強(qiáng)度為700兆帕級(jí)別。面對(duì)武器裝備關(guān)鍵材料被“卡脖子”問(wèn)題，普陽(yáng)鋼鐵與上海大學(xué)開(kāi)展了深入的產(chǎn)學(xué)研用合作，為促進(jìn)我國(guó)裝甲車(chē)輛及防護(hù)裝備的升級(jí)換代，提高車(chē)載人員和武器裝備的戰(zhàn)場(chǎng)生存率奠定材料基礎(chǔ)。目前，研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)自主研發(fā)出了700兆帕級(jí)高強(qiáng)韌防爆鋼板，產(chǎn)品性能可達(dá)世界一流防爆鋼水準(zhǔn)，并且通過(guò)了8公斤TNT的實(shí)爆試驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，雙方正在繼續(xù)合作開(kāi)發(fā)更高強(qiáng)度級(jí)別防彈、防爆一體化的高性能鋼板，向世界領(lǐng)先水平邁進(jìn)。
