本报记者 孟祥林 通讯员 涂露寒 王建强
近日，攀钢在高氮无磁钢制备领域取得重大突破，成功制备出氮含量高达0.7%的高端无磁钢，打通了从炉料配比、精炼提纯到锻造成型的全流程制备工艺，突破了高氮无磁钢制备方面的技术瓶颈。 这项凝聚着攀钢人智慧与汗水的创新成果，正为我国高端装备制造业蓄势发力。
高氮无磁钢具备高强度、高韧性和高耐蚀性3大特色优势，广泛应用于医疗、航空航天、海洋工程、电子工业和能源等领域。高氮无磁钢的氮含量每提升0.1%，制备难度就呈几何级数增长。国外同类产品氮含量普遍高于0.6%，而我国此前量产水平长期停留在0.5%左右。研究表明，每提高0.1%的氮含量，可以提高奥氏体不锈钢强度60兆帕～100兆帕。此前，我国商业上常用的无磁钻铤用钢的力学性能和耐蚀性明显比同类进口产品差，很难适应越来越恶劣的钻井条件，使得国内高端高氮无磁钢尤其是海上平台石油钻铤用高氮无磁钢长期依赖进口，价格贵且交货周期长，严重制约了我国高端装备制造业的发展。
为打破这一技术壁垒，尽快实现高氮无磁钢国产化，攀钢科技人员踏上了一条充满荆棘与挑战的研发之路。
时针拨回到攀钢高氮无磁钢研发现场，深夜的攀长特冶炼车间，33岁的项目负责人程礼梅博士正盯着中控显示屏上跳动的数据，当屏幕上氮含量0.55%的数值再次定格时，这位身材瘦小戴着细框眼镜的女博士轻轻叹了口气。这已经是第5次实验了，氮合金化控制技术如同“拦路虎”，实验数据始终无法达到预期效果，让整个团队陷入困境。面对挫折，该项目团队成员没有放弃，他们反复查阅文献，调整实验方案。程礼梅更是时常穿梭在攀长特的冶炼车间和锻造车间跟踪记录——
“刘工，请问今天的钢冶炼过程中有什么问题吗？”
“王姐，麻烦给我看看这次高氮钢的冶炼成分检测结果嘛？”
“张师傅，这次高氮无磁钢的锻造工艺需要对变形量和终锻温度进行把控。”
……
每天忙碌而充实。“科研就像爬山，过程很累，但当你登上山顶的那一刻，所有的辛苦都值得。”程礼梅拿着手中记满了数据的笔记本笑着说道。经过反复验证与探索，该项目团队优化热力学计算模型，在实验室多次模拟不同温度、压力条件下氮原子的扩散行为，终于掌握了氮原子的变化规律，在产线应用后成功攻克了氮合金化控制技术难题。
钢材中增加化学元素钼和氮会严重影响产品锻造加工性能，但可提高产品的耐蚀性和强度，因此，这些元素的含量必须控制在合理的区间内。在研发过程中，如何优化锻造工艺参数，又成为另一个“拦路虎”，挡在了程礼梅和她团队成员的面前。
如果按传统的锻造变形工艺进行锻轧生产，产品表面质量无法保证，可能会出现大批量产品锻造开裂或表面裂纹的风险。该项目团队成员没有被眼前的困难所吓倒，他们像解决氮合金化控制技术一样，冷静下来，逐项分析可能存在的影响因素，并开展系统性的研究工作。团队中一部分科研人员在实验室不断优化实验参数，部分人员在生产现场跟踪生产数据，记录现场设备运行数据，双方定期开展交流讨论，不断调整参数，影响因素也在逐渐减少。通过一系列脱氧制度优化、渣成分设计等相关创新举措后，不仅生产的产品避免了有害析出相，材料的热塑性也得到明显提高，有效防止了锻造开裂问题的发生，同时，材料的耐腐蚀性能和综合力学性能也得到提升。
成效虽显著，但过程是艰辛的。每到高氮无磁钢锻造生产前，该项目团队都会对锻造前的工艺进行模拟——
“英虎，你按照长钢锻造工艺参数开展的热变形仿真结果给大家再演示一下。”
“王姐，你再把我们前期的实验报告打开，大家再一起看看。”
“锻造过程中，我们要借助高温枪对电渣锭出加热炉的温度、锻造开坯温度、终锻温度进行全程监测。”
……
每到高氮无磁钢锻造生产前，程礼梅总是带领团队成员一遍又一遍地讨论生产工艺，把控每一道生产环节。团队成员就像准备出征的战士，斗志昂扬，又满怀期望。在生产过程中，团队成员冒着酷暑，不分昼夜地坚守在生产现场，全程监测钢锭在变形过程中的温度变化，紧张地跟随现场工人一起检查钢坯表面质量情况。经过近半年的不懈努力，攀钢的科技人员成功制备出氮含量最高达0.7%的高氮无磁钢，打通了该系列材料的全流程制备工艺，实现了该高氮无磁钢真正的国产化。
在开发高氮无磁钢的艰辛征程中，团队中的青年科技人员也逐渐成长起来。目前团队中高级工程师及以上人员共6人，占比达到100%。在该项目研发期间，他们共发表学术论文7篇，申请发明专利9项。
此次技术的突破，不仅标志着攀钢在高氮不锈钢领域的制备水平迈上了一个新的台阶，还为我国高端装备制造业提供了强有力的材料支撑，为推动相关产业的自主创新和升级发展注入了新的动力，为我国高端装备制造业的腾飞提供更加坚实的支撑。
《中国冶金报》（2025年07月23日 03版三版）
