新时代上海产业菁英｜马天军和同事长期研发镍基合金，矢志创新，铸就“特种冶金之魂”

特殊钢有“兵之脊、国之梁”之誉，大到“大国重器”，小到家用电器，各类特殊钢都发挥着关键作用，成为建设制造强国的基础材料。在我国特钢产业界，宝武特种冶金有限公司是一家极为重要的企业，作为该公司研发团队的领军者，宝武特冶副总工程师、宝武工程科学家马天军和同事们一道，长期投身于特殊钢的一个重要品类——耐高温、耐腐蚀镍基合金产品研发，成为国内该领域最专业的产品团队之一，为我国自主核能、新型发动机、燃气轮机等的发展作出重要贡献，解决了多项关键材料“卡脖子”难题。

特殊标尺

特殊钢的生产和应用水平是衡量一个国家钢铁行业乃至整个制造业水平的特殊标尺。这个评价，绝不是夸大。

谈到镍基合金的应用，马天军举了个例子——核电站。2010年后，我国已能独立制造百万千瓦级核电核岛的绝大部分主设备，但唯有核岛的主泵一直依赖进口，而要突破制约该装备国产化的瓶颈因素，研发出核主泵用屏蔽套所用耐腐蚀镍基合金材料，是重中之重。

在我国自主设计制造的第三代CAP1400核电装备中，主泵所需的屏蔽套，厚不到0.4毫米，板幅宽超过1000毫米，一方面要耐腐蚀、耐热变形，同时对于板形、表面质量也有特殊要求。由于材料特殊，轧制过程中，很容易出现开裂等问题，加工难度极大。

2012年底，马天军带领团队启动该项目研发。此前，发达国家给这类薄板的对华出口设限，如果研发不能及时突破，国家就可能不得不改变核主泵的技术路线。经过3年多努力，马天军团队攻克层层难关，最终摘下了这颗“特种合金皇冠上的明珠”，使我国成为全球第二个能自主制造该类薄板的国家。

马天军告诉记者，特殊钢、或者说特种合金，品类多达数百种。很多合金中，铁并非主要成分，有的含铁量甚至不到5%，但人们习惯称其为“特殊钢”。他专攻的镍基合金，常会加入镍、钨、钼、铌等，通过各元素的配比以及对冶炼和加工方法的设计，制成的合金或能耐热、或可耐蚀，从而能在各种工况下满足性能要求。

比如，马天军牵头为航空发动机研发的材料，就能在700℃甚至更高温度下保持足够强度。而核电强调的是长期运行安全，他和同事们研发的材料，必须在几十年里持续稳定承受高载荷。有些场景甚至还会提出更苛刻的要求，比如：他们为大型火箭配套的材料，既要扛得住发动机的高温，又要能承受燃料的低温。

敢为人先

特殊钢的研发、验证周期相当长。用马天军的话说，这是一个十年磨一剑的行当。而他也是以这种精神，在这个前沿的新材料领域持续钻研。上世纪90年代，他毕业于东北大学，先是在抚顺工作了一段时间，2001年被引进到上海，进入宝武特冶的前身——宝钢特钢（1958年建厂时名为“上钢五厂”）。

2003年，马天军接到任务，作为项目负责人，带队研发一种新材料，以支撑一种重型燃气轮机涡轮盘的制造。根据要求，该涡轮盘的锻件直径达2200毫米，相应钢锭重达10吨。之前，我国高温合金最大锻件直径为508毫米，最大钢锭重3吨。在国外，这种材料的锻造至少需5万吨压机，而那时国内最大的压机是3万吨，宝钢特钢更是只有4500吨的压机。马天军和同事们发明了“分区锻造+柔性保温”技术，像擀饺子皮那样，一锤锤、一次次地对大锻件分步锻造，成功完成了任务。马天军说，那时他30岁出头，项目的成功不但磨炼了他的能力，更培养了自信。

中国宝武的企业精神，被凝练于16个字：钢铁报国、开放融合、严格苛求、铸就强大。马天军和同事们的工作就体现了这种精神。以核主泵屏蔽套所用薄板材料为例，研发中，为确保材料表面“零缺陷”，团队成员整天趴在坯料上，目视寻找极细微的裂缝；一天下来，膝盖全都肿了。另外，由于这类缺陷无法用自动设备加工，为了修补材料，他们在酷暑中用手持设备现场打磨……可以说，正是凭借这种众志成城，才换来了成功的喜悦。

时代机遇

过去20年，是我国特种合金材料快速发展的年代。马天军告诉记者，当前，我国在该领域和发达国家的差距大幅缩小，基本实现了“从跟跑到并跑”的跨越，高温耐蚀材料整体上已不再被卡脖子。

除了服务于国家重大项目外，马天军团队的创新成果也通过各种方式扩散到业界，提升全社会特种合金的制造和应用能力，并使材料价格大幅下降。比如，他们研发的特种合金加热管材料，赢得了海尔等头部企业的大量订单，解决了国内热水器、冰箱等产品对这类材料的进口依赖，每年产量上千万台。

目前，宝武特冶正在为下一步的技术升级作着谋划和准备，希望更好把握住时代机遇。马天军透露，一方面他们将继续面向重大技术和产业创新需求，推进材料领域的研发；另一方面，将顺应数字化转型浪潮，积极利用计算机仿真、自动化控制等技术，提高研发和制造的效率，降低成本，提升综合竞争力，最终要真正成为全球特种冶金关键材料行业的引领者。

　　作者：张懿

　　编辑：张天弛

责任编辑：戎兵

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