突破技術瓶頸 馬鋼打造國之重器

　　說起成功研發時速200~250公里、時速350公里高速車軸，馬鋼人無不自豪。

　　因為這是馬鋼人自主研發的高新產品，它不僅是車軸鋼里的頂尖產品，而且是真正意義上的 “中國創造”，產品各項性能指標均較好滿足了產品技術質量要求，總體質量水平達國際領先。

　　如今，車軸鋼產品已遠銷海外多個地區，在韓國高鐵、德鐵、法鐵、澳大利亞等市場表現搶眼。

　　“能在海內外取得這么多的優秀成果，并實現軌道交通關鍵零部件國產化，完全是中國共產黨的堅強領導，完全是中國特色社會主義制度優勢，完全是廣大技術人員和全體職工的共同智慧。”馬鋼特鋼公司黨委書記、經理曹天明如此說。

　　義無反顧的抉擇

　　突破創新瓶頸，研發軌道交通關鍵零部件用鋼，致力打造國之重器，并非一帆風順。總投資達35億元的馬鞍山鋼鐵股份有限公司特鋼公司于2011年10月底建成投產，而在投產初期，產能 “不飽”，生產時斷時續，成本高高在上，虧損一直持續，每月僅有2萬噸的生產量，市場訂單屈指可數。

　　2012年，經過反復調研，馬鋼集團黨委做出了堅定的抉擇：以市場為導向，組建了以技術中心為核心的特鋼產品研發、市場開拓項目組進駐特鋼公司，全力支撐特鋼公司產品開發以及市場開拓工作。

　　打鐵還需自身硬，修煉好內功最關鍵。針對特鋼先進裝備特點，項目組集聚集體智慧先后突破了特鋼產品強度、韌性及疲勞性能良好匹配性的合金成分體系設計、超低氧精煉控制、大型非金屬夾雜物控制、RH真空處理條件氮含量控制、連鑄圓坯偏析、疏松、裂紋、縮孔缺陷控制、軋制方坯高均勻性、高致密性控制、質量量化評價判定系統等關鍵技術，為搶占市場高地提供了關鍵支撐。

　　鍥而不舍的攻關

　　2012年，基于良好的合作關系，馬鋼特鋼首先為晉西車軸股份有限公司開發出供印度的IDC35e型號車軸鋼，率先采用連鑄工藝 （使用連鑄圓坯進行車軸坯軋制）進行批量生產。晉西車軸在使用后認為，馬鋼特鋼連鑄工藝生產的車軸鋼性能穩定，探傷合格率高，表面質量、力學性能和熱處理穩定性均優于傳統工藝。

　　2014年，馬鋼又開啟了200~250公里/小時、350公里/小時DZ2型號車軸用鋼的研發工作，如何進行高純凈鋼冶煉、高均質化車軸鋼連鑄、軋制、大截面車軸坯組織、性能調控均是難點。項目組經過一次次的嘗試、一步步的摸索，終于成功開發出高質量的DZ1、DZ2車軸鋼坯，車軸坯及車軸的各項性能指標完全符合標準要求。

　　“經常是很晚了，實驗室里還是燈火通明。為了一項關鍵技術，大家有時會爭論得面紅耳赤、喋喋不休。”回憶起那段艱苦創業、艱難制造、艱辛創新的日子，項目組的成員依然印象深刻。就在鐵科院進行DZ2高速車軸疲勞試驗時，正值春節期間，車軸產品研發團隊的技術人員仍在鐵科院跟蹤整個試驗過程，大家似乎忘卻了這是萬家團圓的時刻。認真跟蹤記錄疲勞試驗的每一個關鍵步驟、每一個細節，當首次疲勞試驗在循環800萬周次后頻率急劇下降，試驗被迫停止。卸下試驗的車輪后，在車軸輪座位置發現一條明顯的裂紋，項目組立即把斷裂車軸運回，進行化學成分、力學、低倍組織、表面粗糙度以及疲勞斷口等方面進行分析。

　　經過項目組加班加點不懈的努力，得出最終的結論是車軸原材料完全滿足標準要求，疲勞斷裂的原因是輪、軸廠家在裝配時已經產生損傷，在疲勞試驗過程中，裂紋擴展導致疲勞性能不合。車軸廠家特別滿意項目組的分析結果，他們沒想到馬鋼研發團隊的科研水平以及工作效率如此之高。廠家根據項目組提出的輪軸壓裝的建議，重新進行改進裝配工藝后，問題迎刃而解。

　　市場空白的突破

　　2016年7月15日，我國自行設計研制、全面擁有自主知識產權的兩輛中國標準動車組，在鄭徐鐵路上以時速超過420公里的高速交會而過，相對速度超過840公里。這是世界上首次擬用運營動車組進行的該項試驗。而成功伴隨動車組最高交會實驗的車輪及車軸用鋼均由馬鋼特鋼研發制造，這無疑為中國高鐵和馬鋼輪軸今后走出去增加了極其厚重的籌碼。

　　在著手進行高速動車組車軸國產化的工作同時，為滿足鐵路運輸載重量提升的需求，項目組又開始了30t~45t軸重重載車軸的研發。通過嚴謹的論證、多輪試驗，最終成功開發出以LZ45CrV為代表的重載車軸鋼，填補了國內空白，世界最大45t軸重重載車軸鋼成功裝配于澳大利亞礦運車輛。

　　歷經10年的不懈努力，馬鋼以高速重載車軸研發為基礎，同時開發了普通客貨車、重載列車、動車組列車、城軌列車等系列車軸，使馬鋼完成了軌道交通用車軸的全譜系覆蓋，馬鋼生產的車軸鋼國內市場占有率從0提升至60%以上，采用馬鋼生產的車軸鋼制造的車軸國際市場占有率達到15%以上。

　　目前，馬鋼已擁有自主知識產權的標準化高速車輪制造體系，掌握了從電爐精煉到車軸制造裝配工序輪制造的系統技術，成功開發出動車組、重載車輪、大功率機車用等高附加值車軸產品。

　　超越自我的追求

　　面對取得的成績，項目組沒有止步不前，而是向著更高的目標繼續前進。通過前期的研究，采用基于材料基因工程方法，2020年馬鋼積極參與國家重點研發計劃“基于理性設計發高端裝備制造業用特殊鋼研發”項目的研究，成功研發出了時速400公里高鐵車軸鋼及其制備技術，實現我國軌道交通車輛車軸從 “跟跑”到 “領跑”的跨越式發展。

　　馬鋼高速重載車軸的開發成功，有效地降低了鐵路企業用戶的采購成本。同時，高速重載車軸鋼的自主化打破了現有車型因采用進口車軸不能用于出口的瓶頸約束，有利于支撐高鐵走出去和 “一帶一路”倡議的順利實施，并保證我國戰略性優勢產業的安全，對推動我國鐵路行業高端裝備與關鍵材料的全面國產化與技術創新提供積極的示范效應，對于打造我國先進裝備制造業，對高新技術產業鏈的形成具有顯著的推動作用。（章利軍 羅繼勝 吳林）

　　轉自：中國工業報

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