科技日報記者 金鳳
這兩天，位于北京延慶小海陀山的國家雪車雪橇中心，牽動著南京鋼鐵股份有限公司（以下簡稱南鋼）研究院腐蝕技術(shù)研究所副所長、高級工程師蔡佳興的目光。
在那里，一條國際標(biāo)準(zhǔn)的雪車雪橇賽道蜿蜒而下，仿佛一條游龍盤桓在山嶺之間。這條被稱為“雪游龍”的賽道，是世界第17條、亞洲第3條、中國第1條雪車雪橇賽道。賽道全長1975米，共有16個彎，垂直落差121米。
頗具挑戰(zhàn)的是，“雪游龍”由于與空氣直接接觸，表面又需要反復(fù)制冰，這要求鋪就“雪游龍”的鋼板具有較強的“耐大氣腐蝕性”。南鋼為“雪游龍”量身定制的“耐候鋼”將在那里見證奧運健兒角逐競技。
為北京冬奧場館等重點工程試制高性能耐候鋼的南鋼大氣腐蝕試驗站，南鋼供圖
為鋼材加微量元素抗腐蝕，細(xì)晶均勻化更耐低溫
“耐候鋼”指的是耐大氣腐蝕鋼材。在北京冬奧會前，南鋼耐候鋼已成功運用于國家多個重大工程和大國重器上，比如川藏鐵路拉林線藏木特大橋。
與以往不同，這次生產(chǎn)的耐候鋼要能適應(yīng)零下40攝氏度的環(huán)境。
“耐候鋼是介于普通鋼和不銹鋼之間的低合金鋼。這次研制的鋼材，要在鋼中加入磷、銅、鉻、鎳等微量元素，這樣鋼材表面會形成致密和附著性很強的保護(hù)膜，阻礙銹蝕往里擴散和發(fā)展，保護(hù)銹層下面的基體，以減緩其腐蝕速度?！辈碳雅d告訴科技日報記者，經(jīng)過特殊的工藝調(diào)試，耐候鋼具備了強韌、塑延、成型、焊割、磨蝕、高溫、抗疲勞等特性。它的耐大氣腐蝕性是普通鋼的8倍，高度契合北京冬奧會綠色、共享、開放、廉潔的辦奧理念。
除了從成分體系中選出最優(yōu)的方案，產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊在軋制和冷卻等生產(chǎn)工藝方面也進(jìn)行了革新。南鋼板材事業(yè)部技術(shù)研發(fā)處能源用鋼研發(fā)室副主任潘中德告訴科技日報記者，“團(tuán)隊開發(fā)了基于鋼組織細(xì)晶均勻化的控軋與冷卻工藝。采用兩階段軋制、超低溫軋制時，要把軋制后鋼材的晶粒尺寸控制得更加細(xì)小、均勻化，這樣鋼材在更低溫度環(huán)境下服役時才不易斷裂；軋后鋼材進(jìn)行快速冷卻，冷卻速率也要比日常的耐候鋼更低，所以我們增加了冷卻的水量，讓鋼材的溫度瞬間降低到約500℃，以保證鋼材的晶粒尺寸不會繼續(xù)長大?！?/p>
高強度結(jié)構(gòu)鋼、水電鋼“組團(tuán)”保障冬奧
用于“雪游龍”的耐候鋼并不孤單。在冬奧會其他場館和部分保障項目中，“雪游龍”的“兄弟姐妹”也組團(tuán)“鑄就堅強”。其中，國家高山滑雪中心、國家跳臺滑雪中心用上了南鋼提供的高強度結(jié)構(gòu)鋼。
京張高鐵是北京2022年冬奧會的重要交通保障設(shè)施。官廳水庫大橋猶如一顆璀璨明珠鑲嵌在京張高鐵之間。這座大橋便采用了南鋼聯(lián)合自主研發(fā)的耐候橋梁鋼焊絲，保障了焊接接頭與母材有一致的耐蝕性。
綠色是北京冬奧會的辦賽理念之一。賽事期間，北京冬奧會所有場館將實現(xiàn)綠電供應(yīng)，這在奧運史上尚屬首次。位于河北省豐寧縣的豐寧抽水蓄能電站，是目前世界上裝機容量最大的抽水蓄能電站，也是服務(wù)北京冬奧場館實現(xiàn)100%綠電供應(yīng)的重點工程。
據(jù)悉，南鋼為這座“超級充電寶”提供了萬噸以上的水電鋼，研發(fā)人員依托產(chǎn)銷研學(xué)平臺，對市場門檻高、專業(yè)性強的水電用高強鋼加大開發(fā)力度，成系列開發(fā)了600兆帕級和800兆帕級高強度調(diào)質(zhì)壓力容器用鋼，相關(guān)技術(shù)水平達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平。
距離豐寧約180公里外的北京，運動員們將從冬奧村往返比賽場館間。此前，南鋼拿到了北京冬奧會奧運村鋼結(jié)構(gòu)的訂單，為冬奧村提供了近一半的房屋提供鋼結(jié)構(gòu)的鋼材。
近年來，南鋼建立大氣腐蝕試驗站，在研究院設(shè)立腐蝕技術(shù)研究所，致力研發(fā)各類耐腐蝕的新型高端鋼材，著力創(chuàng)新改造抗腐蝕設(shè)備、先進(jìn)腐蝕手段研究等。近5年，僅南鋼腐蝕技術(shù)研究所就申請38項專利。南鋼大氣腐蝕試驗站，也已被納入“國家材料環(huán)境腐蝕平臺”。
蔡佳興表示，下一步他將和團(tuán)隊一起研發(fā)出更多新型耐腐蝕鋼材、抗腐蝕技術(shù)，深入市場，貼近用戶需求，解決用戶痛點，用先進(jìn)鋼材撐起制造業(yè)的“脊梁”。
