主動應變勇爭先 協同攻堅鑄精品——基于高局部成形性和經濟性需求的鍍鋅高強鋼開發及應用側記

主動應變勇爭先 協同攻堅鑄精品——基于高局部成形性和經濟性需求的鍍鋅高強鋼開發及應用側記

項目名片

隨著汽車工業的快速發展與“雙碳”工作的不斷推進，“節能、減排、安全”的發展目標對車身制造材料研發提出了新的要求，兼具輕量化和高成形性能成為材料升級的兩大重要屬性。在此背景下，高性能高強鋼成為鋼鐵企業滿足車企用戶需求的重要研發方向。首鋼京唐與首鋼技術研究院聯合打造“基于高局部成形性和經濟性需求的鍍鋅高強鋼開發及應用”項目，采取低合金化設計并結合設備特點制定相應工藝，成功開發了590—1180MPa級別系列熱鍍鋅低合金高強鋼。該項目不僅使高強鋼的擴孔和折彎性能得到明顯改善，滿足了用戶對復雜零件的成形需求，同時首創了新型加熱工藝，有效改善了高強鋼的性能波動情況。目前，首鋼高強鋼產品在國內外知名車企多款車型上得到廣泛應用，對整車輕量化和安全性起到了重要的支撐作用，獲得用戶好評。

攻關故事

在競爭激烈的汽車板市場，從來沒有輕易取得的成功，唯有持之以恒的奮進。面對汽車行業輕量化和低成本的發展需求，由首鋼技術研究院首席研究員劉華賽和首鋼京唐制造部副部長周紀名共同領銜的高強汽車板攻關團隊，自京唐高強鍍鋅專線投產以來，便踏上了低合金高性能鍍鋅高強鋼的開發征途。長期以來，國內外鋼鐵企業生產的鍍鋅高強鋼，普遍添加較高含量的Mo、Cr等合金元素，生產成本高企。但如若降低合金含量，又會引發一系列生產問題：一方面，材料力學性能將發生顯著變化，局部成形性能會大幅下降；另一方面，熱軋基料組織分布會更不均勻，導致成品性能穩定性控制的難度顯著增加。這些難題猶如一座座難以翻越的高山，橫亙在團隊的前進道路上。“我們不僅要生產出成形性能滿足市場發展的低合金鍍鋅高強鋼產品，還要確保材料的性能穩定性良好。”攻關伊始，項目負責人、首鋼技術研究院陽鋒便暗下決心。

在這場征途中，首鋼技術研究院、首鋼京唐與首鋼股份營銷中心依托“一院多中心”研發體系和產銷研一體化高效協同模式，緊密協同、攻堅克難。技術研究院憑借前沿視野和技術積累，牽頭主導基礎理論研究與核心技術攻關，持續突破技術難題；首鋼京唐充分發揮先進產線優勢，通過生產實踐實時反饋工藝痛點和產線數據，構建起從實驗室到產業化應用的快速轉化通道；營銷中心深入洞察市場脈搏，將用戶痛點和訴求轉化為產品升級的精準坐標，助力形成“需求牽引研發—研發提升品質—品質贏得市場”的創新閉環。產銷研團隊堅定不移推動技術創新成為首鋼**競爭力，通過協同合作與不懈努力，讓首鋼高強汽車板在市場競爭中脫穎而出，成為行業標桿。

聚力降本 靶向攻堅鍛長板

降低高強鋼合金含量后材料力學性能難達標成為團隊首先需要攻克的難題。為趕在項目節點前進行工業試制，團隊成員邱木生不分晝夜奮戰在中試現場。他白天在設備旁仔細記錄每一個工藝參數，不放過任何一個可能影響產品性能的環節；晚上回到辦公室整理數據，一遍遍推演合金減量的路徑。為了找到**成分配比，邱木生針對不同級別高強鋼的化學成分，先后進行了十多次調整與優化，開展了一輪又一輪從冶煉到退火的中試試驗。功夫不負有心人，經過實驗室的大量探索和反復驗證，團隊終于找到了低合金高強鋼的**成分配比，在產線試制成功，力學性能全部達標，實現了鍍鋅高強鋼降本不降質的目標。

在產業化落地階段，團隊又遭遇了低合金體系鍍層質量不易控制的難題。團隊成員李釗、巫雪松等深入研究化學成分與產線關鍵工藝參數的匹配關系，從熱軋加熱溫度、層冷工藝、卷取溫度到退火工序的退火溫度、保溫時間、爐區露點的控制，事無巨細，認真尋找隱藏在每個環節背后的影響規律。團隊不斷總結經驗，及時優化試制參數，最終創新性地提出了一種匹配低合金體系的鍍鋅生產工藝，實現了鍍層質量的穩定控制，開發出590—1180MPa級別系列低合金高性能熱鍍鋅產品。

前瞻布局 自主創新勇爭先

用戶需求是產品研發的源動力。首鋼股份營銷中心首席工程師黃學啟等人堅持以市場為導向精準布局，敏銳捕捉到了新能源汽車領域鋼制電池包需求激增，但配套鍍鋅高強鋼存在折彎性能短板的商機。通過對頭部車企電池包輥壓梁失效案例的分析，他們率先識別出材料局部成形性能不足的技術痛點，并向研發部門發出專項技術預警。面對這一市場需求，陽鋒深知，傳統工藝難以勝任這一新型應用場景，必須要從基礎原理出發，尋找破局之法。然而國內外文獻中卻鮮有關于退火工藝與局部成形性能的關聯機制研究，要想真正解決問題，團隊唯有依靠自身力量，探索前行。陽鋒聯合成形專業成員多次開展頭腦風暴，在一次小組分析會上，團隊成員韓龍帥從理論層面深入剖析了局部成形過程的機理差異，提出了高局部成形材料所應具備的性能特征。受此啟發，陽鋒意識到可以通過調整退火工藝來滿足高局部成形性能高強鋼的變形需求。為驗證這一想法的可行性，他迅速擬訂方案并進行中試驗證。經過多輪試驗和數據對比，退火工藝與局部成形性能之間的關聯機制逐漸清晰。據此，團隊總結梳理形成了差異化的退火新工藝，并首次提出高折彎高強鋼的概念，成功開發出具有優異擴孔率和折彎性能的高強鋼系列產品。這些產品廣泛應用于新能源頭部車企，有效鍛造了首鋼高強鋼的核心技術長板。

群策群力 高效協同解難題

超高強鋼的性能一致性控制是反映企業超高強鋼生產能力的重要指標。首鋼超高強鋼生產一度出現看似“無緣由”的性能波動，而排查上下游的工藝參數卻找不到明顯異常，問題像一團揮之不去的烏云籠罩著整個團隊。既然從工藝上找不出問題原因，陽鋒便決定轉換思路，把關注點轉移到設備上。他與首鋼京唐任偉超等設備專業科研人員一起，圍繞設備情況展開了深入細致的排查。經過不懈努力，終于找到了問題的癥結所在——帶鋼實際溫度存在異常波動。為了確保帶鋼加熱溫度穩定性，陽鋒決定開發新的加熱工藝。團隊另辟蹊徑，跳出傳統材料學思維，打破專業壁壘，以設備為切入點，開展了跨專業、跨部門的協同攻關，在行業內首創了一套新型控制工藝，顯著改善了高強鋼的性能波動問題，大幅提升了產品性能一致性。正是基于這樣多單位、多部門、多專業的協同創新，首鋼高強鋼不斷實現新突破。2024年，首鋼汽車用超高強鋼供貨量再創新高，穩居國內第二，創造了顯著的經濟效益，首鋼品牌深受市場認可。

不同的崗位，卻燃燒著同樣熾熱與拼搏的火焰。首鋼高強汽車板研發團隊乘著“一院多中心”研發體系和產銷研一體化高效協同的東風，秉持“主動應變、協同攻堅、勇當技術創新排頭兵”的團隊精神，在低成本、高性能高強鋼的開發征程中登高瞭望、反復沖鋒，用創新與拼搏攻克了一項又一項關鍵技術難題，為首鋼汽車板高質量發展探索了有效路徑。