普阳钢铁突破“卡脖子”技术!高强韧防爆钢板成功研发!

2022-06-14 465


《中国冶金报》头版头条刊登的文章

《平地一声“雷” 不再“卡脖子”

——普阳钢铁开发高强韧防爆钢板填补国内空白纪实》

回顾总结了普阳钢铁开发高强韧防爆钢板的历程

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下面是报道的原文
让我们一起来了解下
普阳钢铁是如何填补这项国内空白的吧

平地一声“雷” 不再“卡脖子”

——普阳钢铁开发高强韧防爆钢板填补国内空白纪实

中国冶金报记者 刘加军 李倩 实习记者 常语宁

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  图为经受8公斤TNT炸药爆破后的普阳钢铁700兆帕级高强韧防爆钢板,在该公司中板车间展示。(普阳钢铁 供图)

“当时站在百米开外就听见震耳欲聋的响声!还没反应过来,实爆试验就结束了。8公斤TNT(三硝基甲苯)!看着冒出来的黑烟、尘土和满天飞的碎石块,我的心都提到嗓子眼了,一直嘀咕钢板不会裂了吧?”两年了,普阳钢铁技术部负责人郑磊仍对当时的紧张气氛记忆犹新。

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让郑磊提心吊胆的“试验品”就是普阳钢铁和上海大学联合开发的700兆帕级高强韧防爆钢板。多年来,我国700兆帕级高强韧防爆钢板主要依赖进口,关键核心技术还受制于人,国内相关研究尚处于起步阶段,一些大学和企业对此类钢种的性能虽然有所研究,但仍处于试验阶段,产品生产更是空白。下游相关企业要花高额的费用进口此类产品。“我们这个钢板不仅突破了‘卡脖子’技术,而且据客户反馈综合性能完全不输给国外同类型钢板。”说起这个钢种,普阳钢铁总经理石跃强倍感骄傲。



断供!咋办?

郑磊介绍,2020年初,新冠肺炎疫情发生后,国外突然停止向我国企业出口700兆帕级高强韧防爆钢板。“断供”无疑使我国相关企业“雪上加霜”,生产经营受到巨大影响。他们亟待寻找可替代进口的防爆钢板,实现关键装备国产化、突破“卡脖子”技术的目标。

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上海大学高性能钢研发团队是国内著名的钢铁材料研发团队,曾多次攻克“卡脖子”技术问题。2020年2月份,某企业向上海大学高性能钢研发团队提出材料需求,希望该团队帮助其寻找可靠的供应商并快速开发生产此类产品。普阳钢铁凭借长期以来过硬的产品和服务质量、过硬的技术支撑、强烈的社会责任感等被上海大学举荐为该企业研发生产此类产品。

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“为突破‘卡脖子’技术问题,也为了加大高端产品的开发力度,普阳钢铁与上海大学高性能钢研发团队开展校企合作,共同为该企业研发生产高强韧防爆钢板。

据了解,屈服强度和冲击韧性是钢材的两个重要性能。在一定程度上,屈服强度大的钢板相较于屈服强度小的钢板,提高冲击韧性的难度更大。高强韧防爆钢板不仅对屈服强度、硬度有着较高的要求,而且对冲击韧性、抗拉强度也有着很高的要求。这些给研发和生产带来了巨大的挑战。“我们进行了多次尝试,但是效果并不明显。”郑磊说。

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“上海大学高性能钢研发团队深耕钢铁材料领域多年,对钢铁材料理论研究深入。其提出的多相、亚稳、多尺度M3组织调控理论和技术可有效优化高强钢微观组织,阻止裂纹形核和扩展,改善载荷—位移曲线,实现强度和韧性的同步提升。”郑磊说,“由于这一理论在管线钢、桥梁钢等领域广泛应用,对于钢板性能提升成效显著。因此,我们尝试将这一理论用于高强韧防爆钢板的开发生产。”

“得到启发后,我们以M3理论为指导,通过多相设计,全流程组织性能调控,最终成功制备出符合客户要求的高强韧防爆钢板,并实现工业化生产,突破了国外的技术封锁。”郑磊说,“现在,我们的钢板在零下40摄氏度的低温冲击功达到230焦耳~250焦耳,是普通钢板的2.5倍左右。下一步,我们还将与上海大学一起继续提高此类型钢板的性能,使冲击功达到300焦耳以上。”


炸了!成了!


前进的道路上并非一帆风顺,总是充满着种种考验。

在高强韧防爆钢板开发出来之后,客户提出这样的要求:“钢板必须进行一系列静态和动态试验,尤其是要进行实爆试验,试验合格后,才会收货。”

自此,一场轰轰烈烈的实爆试验紧锣密鼓地准备着。

据了解,普阳钢铁在试制此钢板的时候,就与上海大学同步开展了爆破仿真模拟工作,模拟效果良好。但实爆试验,普阳钢铁还从未做过。为确保实爆试验顺利进行,普阳钢铁进行了一系列准备工作,并把钢板千里迢迢运输到安全专业的试验单位进行爆炸测试。

2020年5月份,普阳钢铁在江苏某试验基地进行了系列钢板实爆试验,选取了4种材料共开展了5次8公斤TNT爆破试验。郑磊回忆着当天的场景,说道:“从来没有做过实爆试验,我们也很好奇。但真到了现场,看到试验条件非常苛刻,心里也打鼓,想着既然来了,就硬着头皮上吧。”

一声惊“雷”,尘烟散去。

“结果出来,我震惊了。我们提供的钢板被炸成了一口‘锅’的形状,还鼓起了巨大的‘包’,但就是这样,也没有一块钢板开裂。”郑磊说,“一看这形势,我们信心一下足了。同样的试验,一口气又做了4次,依旧是没有一块钢板有裂纹。客户看到被炸后的钢板形态,都忍不住惊叹,对我们竖起了大拇指。”

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随后,普阳钢铁和客户又对钢板进行了一系列性能检测,得出结论:各项性能指标均优于客户要求的指标,完全满足客户的需求。自此之后,客户彻底打消了对普阳钢铁高强韧防爆钢板质量的担忧,而且还在多个项目中试验应用此钢板。

“对于我们普阳而言,开发此类钢板的意义不仅在于开发出新的钢种,而且更重要的是获得同样适应于开发其他钢种的技术和共性原理。”石跃强说。

如今,经过实爆试验后的4块不同钢板试样,在上海大学材料学院广场上展出,供来往学生参观学习。

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从依靠国外进口到突破“卡脖子”技术,普阳钢铁高端品种钢研发生产的步伐铿锵有力。回望来时路,石跃强感慨万千。

“普阳钢铁上世纪90年代进入冶金行业,中厚板生产线于2004年筹划建设、2006年投产。”石跃强说,在产品结构方面,普阳钢铁2007年就定下了少参与普碳钢竞争激烈的市场,向高端品种钢开发和生产之路迈进的目标。

多年来,普阳钢铁始终坚持追求精品,苦练内功提质量,不断突破技术瓶颈,努力掌握核心关键技术。为叩开高端市场的大门,该公司党委书记、原董事长郭恩元在2008年确定了“产品质量要高于国家标准、行业标准”的产品定位,并引进先进的产线装备,建立校企联合研发平台,成立技术部门,加快新品研发步伐。

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“通过一系列措施的落实,普阳品牌尤其是普阳中厚板品牌在国内及国际市场逐渐享有盛誉,拥有了一定的品牌影响力和市场定价权。”石跃强说,经过多年积淀和技术创新,目前该公司拥有3条中厚板生产线,成为华北地区最大的中厚板生产基地。

现在,就在这个基地,郑磊及相关团队正在加紧开发更高强度级别防弹、防爆一体化的高性能钢板。也许不久的将来,我们会听到另一个“爆破”故事。


技术档案

普阳钢铁防爆钢板研发与应用

品种:700兆帕级高强韧防爆用钢板,厚度达6毫米~40毫米。

攻关梗概:防爆钢是装甲车辆及军、民防护装备用的关键材料。目前,我国防雷车辆底部所用的防爆钢板大多仍采用进口钢板,强度为700兆帕级别。面对武器装备关键材料被“卡脖子”问题,普阳钢铁与上海大学开展了深入的产学研用合作,为促进我国装甲车辆及防护装备的升级换代,提高车载人员和武器装备的战场生存率奠定材料基础。目前,研发团队已经自主研发出了700兆帕级高强韧防爆钢板,产品性能可达世界一流防爆钢水准,并且通过了8公斤TNT的实爆试验。在此基础上,双方正在继续合作开发更高强度级别防弹、防爆一体化的高性能钢板,向世界领先水平迈进。


参考来源:中国冶金报社

  河北海乾威钢管有限公司

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