在零下50摄氏度的极寒环境中,普通钢材会像玻璃一样脆裂。在武汉科技大学,有一支团队用十多年时间,研发出一种强韧的特种钢,为“冰上丝绸之路”建设提供了关键材料保障。
如何让钢铁在极寒中不脆不裂,保持强韧?武汉科技大学先进钢铁材料团队的实验室里,一场“极限挑战”正在上演。在零下196摄氏度的超低温模拟环境中,特种钢材经受摆锤冲击,其抗冲击韧性表现得异常稳定。
武汉科技大学吴开明教授团队学生 陈明:我们冲击韧性超过了常规的300焦耳,达到500焦耳左右。
这份稳定性,来自团队十多年的潜心攻坚。2010年,全球最大的极地工程——俄罗斯亚马尔液化天然气项目还在规划阶段,吴开明教授团队就开始了前瞻性攻关。他们从全球引进钢铁领域专家,瞄准“极地用钢”这一世界级难题,决心炼出“破冰利器”。
武汉科技大学国际钢铁研究院常务副院长 吴开明:一个就是体现在抗严寒,其次就是强度、韧性、焊接性、抗撕裂性,强度要求很高,在拉力条件下它还要承受较大的变形,相当于60到80公斤的拉力作用在一个平方毫米的面积上面。
过去,极地用钢靠添加贵重金属来保证低温韧性,不仅成本高,焊接性能也差。团队另辟蹊径,创新提出“锆钛等复合微合金化”工艺,在钢材轧制、冷却关键环节精准调控,留住韧性组织,炼出微纳米级强化结构的特种钢,既提升了强度,又保证了极佳的低温韧性,焊接成功率达99.8%。利用这项技术,团队还造出了我国首根自主研发的高冰级破冰船轴系。
武汉科技大学国际钢铁研究院常务副院长 吴开明:这个轴有18米长、直径0.9米、单重将近80吨,能满足我们国家未来高冰级极地破冰船对材料的要求。
如今,这款“不怕冷的钢”已在宝钢、湘钢、南钢等企业实现规模化生产,拿下了国际90%的市场份额。从亚马尔项目建设到“雪龙号”极地考察,从“冰上丝绸之路”到国家重点工程,稳稳支撑起极地装备的“钢铁脊梁”。
(长江云新闻记者 吴宝洪 谭思为)
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