http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2011-02-23
让汽车更安全、更省油——中国钢研第三代汽车钢技术引来全球瞩目
新华网北京２月２３日电（记者 陈玉明）２００８年生产９３４．５万辆、２００９年生产１３７９．１万辆、２０１０年生产１８２６．５万辆……最近几年来，中国汽车工业狂飙突进，气势如虹；如今，中国已稳居世界第一汽车大国。
汽车工业的发展，在带给我们舒适、方便的同时，也带来了一系列问题：２００９年因道路交通事故死亡人数高达６．７万人，中国每年汽车消耗的石油高达６０００万吨……
我们固然不能没有汽车，但是，能不能让汽车工业的负面效果减少一些？
中国钢研科技集团有限公司以自己成功研制的第三代汽车钢给出了答案：汽车可以造得更轻、更安全、更省油。
率先研发出第三代汽车钢
一部汽车中，钢材占了总重量的７０％左右。没有好的钢材，就不会有好的汽车。
“好的汽车钢应该满足两个要求，一是要轻量化，越轻越省油；二是要保证安全性，不能一碰就变形了。”中国钢研集团副总经理田志凌说。
这两个要求决定了汽车钢一方面要有高强度，另一方面还得有高塑性，以提高碰撞安全性。但问题是，目前汽车工业所用的第一代汽车钢（如ＤＰ钢、ＣＰ钢、ＴＲＩＰ钢、热成形硼钢等），随着强度提高，钢的塑性会降低。抗拉强度与延伸率的乘积（强塑积）一般为１５ＧＰａ％的水平，难以适合未来汽车的轻量化和安全性需求。
国际上于是开始研究第二代汽车钢。第二代汽车钢（如ＴＷＩＰ钢、奥氏体钢）塑性较高，强塑积达到了较高的５０ＧＰａ％的水平；但它的缺点是，由于合金含量高，其生产工艺要求复杂，钢的成本太高了。“目前世界上还没有哪个汽车厂使用第二代汽车钢。”中国钢研特聘院士、中国金属学会理事长翁宇庆说。
能不能生产出成本比第二代汽车钢更低、性能比第一代汽车钢更好的第三代汽车钢？这是汽车工业对钢铁工业提出的一个重大课题。
美国的科学家最先动手，于２００７年１０月启动了为期三年的第三代汽车钢的研发工作。
２００７年，中国钢研的科研人员注意到国际上的汽车钢研发动向。中国钢研董事长干勇认为，第三代汽车钢的研发意义重大，于是决定立即投入力量开展相关研究。
在多年钢铁材料技术研发的基础上，中国钢研于２００９年首先在实验室研究出具有高强度和高塑性的第三代汽车钢，其强塑积超过了３０ＧＰａ％，比第一代汽车钢翻了一番，而合金含量却不到第二代汽车钢的三分之一。
２０１０年１０月，中国钢研与太原钢铁集团的科研人员和生产人员在多轮实验室试验的基础上开始冶炼工作。一个月以后，他们成功地在工业生产流程上开发出第三代汽车钢热轧板卷和冷轧板，强塑积均超过了３０ＧＰａ％，率先在国际上研发出第三代汽车钢产品的工业生产技术。
为建设钢铁强国提供技术支撑
第三代汽车钢将给汽车工业带来哪些变化呢？
“用第三代汽车钢，汽车板更薄，汽车也就更轻、更省油了。欧洲一家大汽车厂测算过，用我们的第三代汽车钢，一部车成本大概增加２４０欧元，但可以节油５％。算下来，一部车跑５０００公里就可以收回增加的成本。”翁宇庆说。
而另一个更重要的好处是，汽车安全性将大幅提高。“使用第三代汽车钢，在正常碰撞下将不会造成人员死亡。”翁宇庆说。
中国钢研总经理才让表示，今年要生产出第三代汽车钢的镀锌板，争取明年做出试验产品，２０１４年投入商业使用。
“虽然美国提出第三代钢的概念比我们早，但现在美国依然只有几所大学在开展研究工作，还没进入工业界。我们不但是第一个进入工业生产的，而且我们的第三代钢成本最低，合金量最少，性能最高，综合性能处于国际最前沿。”翁宇庆说。
汽车钢是钢材产品中的高端产品，是一个国家的钢铁工业技术水平的重要标志。几年前，中国所用的汽车钢主要依靠进口；如今，虽然宝钢、武钢、鞍钢等大钢厂均可生产汽车钢，但是，中国汽车钢生产技术与全球一流钢厂相比尚有差距，国内高端汽车所用钢材依然要从国外进口。
钢铁专家认为，第三代汽车钢研发成功，将从根本上改变我国长期以来跟踪学习国外汽车钢技术的局面，有利于促进钢铁企业的技术和产品升级换代，为我国从钢铁大国向钢铁强国转变提供有力的技术支撑。
“我们的研发结果公开发表后，受到国内外的广泛关注。美国通用、福特汽车的代表找到我们，想要这个技术，但是我们认为还是要先满足国内需要。”翁宇庆说。
才让表示，第三代汽车钢展现出灿烂宽广的发展前景，但这只是万里长征的第一步，未来还有更多的难关需要攻克，还有更加艰巨的质量稳定生产和应用的工作需要开展。
做中国钢铁行业的技术龙头
第三代汽车钢的问世，是中国钢研为中国钢铁工业发展作出的重大贡献。事实上，作为我国冶金行业最大的综合性研究开发机构，中国钢研在钢铁行业一直发挥着技术龙头的作用。
“多年来，中国钢研一直致力于冶金新材料和行业共性关键技术研发，承担了我国冶金行业８５％以上国防军工新材料和５０％以上行业共性关键技术研究开发任务，先后研制出近千种高技术关键新材料，为航空、航天、兵器、船舶、核能、电子等重点工程型号配套作出了重要贡献。”才让说。
新一代可循环钢铁流程工艺技术是中国钢研等机构产学研结合的典范之作。
钢铁工业传统上是高耗能、高污染行业。如何才能让钢厂变得更节能、更环保？
“十一五”期间，中国钢研牵头承担了国家科技支撑计划重大项目“新一代可循环钢铁流程工艺技术”。项目以曹妃甸首钢京唐钢铁公司为主要依托工程，中国钢研联合宝钢、鞍钢、武钢、首钢、唐钢、济钢等钢铁企业，北京科技大学、东北大学、上海大学等高校科研机构，自主创新和集成开发我国新一代可循环钢铁流程工艺技术，推动曹妃甸首钢京唐钢铁公司建成１０００万吨级的冶金、化工、电力、建材等多联产可循环钢铁流程示范。
冶金专家认为，曹妃甸首钢京唐钢铁工程在５５００立方米级超大型高炉及干法除尘、高效化低成本洁净钢制造平台、大型焦炉、铁水罐多功能化运输、海水淡化等方面取得了突破性的技术成果，代表了中国乃至世界钢铁工业先进技术水平，其意义将不亚于上世纪八十年代建设宝钢对我国钢铁工业所产生的技术引领和示范作用，标志着中国钢铁生产流程走在了世界前列。
[新华网]