近日,中國兵器工業(yè)集團下屬的北方重工集團有限公司(簡稱“北重集團”)在其特鋼事業(yè)部取得一項重大技術(shù)突破:成功開發(fā)出氮含量超過0.85%的高氮無磁奧氏體不銹鋼,實現(xiàn)了在常壓條件下穩(wěn)定生產(chǎn)該類高端材料。這一成果不僅填補了國內(nèi)在常壓熔煉高氮不銹鋼領(lǐng)域的技術(shù)空白,更突破了全球范圍內(nèi)高氮合金工程化冶煉的技術(shù)瓶頸。
高氮無磁奧氏體不銹鋼是一種高技術(shù)含量的特種鋼材,其核心難點在于如何在冶煉過程中有效固溶高含量的氮元素,并保持材料性能的穩(wěn)定性。長期以來,高氮不銹鋼的生產(chǎn)通常依賴高壓設(shè)備,以維持氮在熔體中的高溶解度,但此類工藝成本高、安全性低,且難以實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)。
北重集團特鋼事業(yè)部通過與高校及科研院所展開深度合作,聯(lián)合攻克了這一世界性難題。研發(fā)團隊創(chuàng)新冶煉工藝,在無需高壓設(shè)備的常壓環(huán)境下,成功將氮含量穩(wěn)定控制在0.85%以上,實現(xiàn)了以廉價的氮元素替代貴金屬鎳元素的技術(shù)路徑。這不僅大幅降低了原材料成本,還顯著提高了生產(chǎn)安全性和效率,使工業(yè)化量產(chǎn)成為可能。
據(jù)技術(shù)報告顯示,此次開發(fā)的高氮無磁不銹鋼在多項性能指標上表現(xiàn)優(yōu)異。其強度遠高于傳統(tǒng)304、316等奧氏體不銹鋼,同時在極端環(huán)境下——如海水、酸性介質(zhì)中——仍表現(xiàn)出卓越的耐腐蝕性能。該材料還具備良好的冷變形能力,在經(jīng)歷大幅冷加工后,強度進一步提升的同時仍能保持較高韌性,避免了傳統(tǒng)高強鋼常見的脆性問題。
這些特性使其非常適用于對材料要求極為嚴苛的領(lǐng)域。該鋼種可軋制為板、管、棒等多種形態(tài),廣泛應(yīng)用于國防軍工、海洋工程裝備、化工壓力容器、能源傳輸系統(tǒng)等高端制造場景。
這一技術(shù)成果具有顯著的經(jīng)濟價值和社會意義。在成本方面,用氮替代鎳降低了對稀缺資源的依賴。目前鎳價受國際市場和供應(yīng)鏈影響較大,而氮氣資源豐富且價格穩(wěn)定,可使材料成本降低20%以上。常壓冶煉也避免了高昂的高壓設(shè)備投資與維護費用,整體制造流程更加精簡高效。
另一方面,該材料因其優(yōu)異的耐磨與耐腐蝕性能,可大幅延長設(shè)備服役周期,為下游用戶減少停機維護與部件更換頻率,實現(xiàn)全生命周期降本增效。
在發(fā)展層面,高氮無磁不銹鋼的成功開發(fā)是我國高端材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“國產(chǎn)替代”的重要一步。長期以來,高端特種不銹鋼仍部分依賴進口,尤其在海洋裝備、艦船制造、核電等涉及國家安全的領(lǐng)域中,材料自主可控至關(guān)重要。該技術(shù)有望幫助國內(nèi)企業(yè)擺脫外部制約,推動關(guān)鍵材料的本土化供應(yīng)體系建立。
中國兵器工業(yè)集團科技帶頭人、北重集團該項目負責人胡永平表示,該項技術(shù)突破不僅是企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的體現(xiàn),更是服務(wù)于國家“海洋強國”“制造強國”戰(zhàn)略的具體實踐。高氮不銹鋼技術(shù)有望推動形成以新材料為核心的產(chǎn)業(yè)鏈集群,帶動從冶煉、加工到裝備制造的整體升級,進一步促進區(qū)域經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
目前,北重集團已著手推進該產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,并與多家船舶制造、化工能源企業(yè)展開合作試點。未來,隨著相關(guān)技術(shù)的進一步優(yōu)化與推廣,中國有望在全球高氮不銹鋼高端市場中占據(jù)重要地位。