近期，由马钢、北京科技大学、中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所共同研发完成的《重载车轴钢冶金技术研发创新及产品开发》项目获得2019年冶金科学技术奖一等奖。

进口依赖 亟需改变

    车轴是高铁及重载铁道车辆的关键部件，如车轴钢中冶金缺陷(大型夹杂物、内裂、疏松、偏析、组织不均等)控制不当，非常可能在车轴服役时成为其内部疲劳裂纹的起源，造成重大安全事故。出于保证高铁及重载铁道车辆运行绝对安全需要，国内高铁及重载铁道车辆投入运营后相当长时间内，车轴等关键部件全部进口，或由国外进口毛坯锻件，再由外方在国内合资厂加工组装成轮对。

    为了改变高铁及重载铁道车辆用车轴等关键部件严重依赖进口的局面，国家科技部、安微省组织开展了一系列科研攻关，马鞍山钢铁股份领衔承担了其中关键冶金技术的研发任务。

技术突破 创新驱动

    经过持续攻关，本项目开发了以下关键技术：

    (1)高铁及重载铁道车辆用车轴钢成分设计与优化；

    (2)中碳特殊钢起低氧精炼技术；

    (3)大型非金属夹杂物控制技术；

    (4)高铁及重载铁道车辆用车轴钢连铸圆坯偏析、疏松、裂纹、缩孔缺陷控制技术；

(5)高铁及重载铁道车辆用车轴钢轧制和热处理控制技术；

(6）高铁及重载铁道车辆用车轴钢质量量化评价判定系统，形成了具备自主知识产权的成套工艺技术。

    与此同时，本项目主要创新为：

    (1)高铁及重载铁道车辆用车轴钢成分体系：与欧系车轴钢相比，Ni、V、Ti含量较大增加，对钢材强度与抗疲劳性能进行了更合理匹配；

    (2)简化LF精炼任务(主要进行调[Al］、造渣)，由RH精炼担负超低氧控制任务，将车轴钢液T.0控制在5.5ppm以下；

    (3)利用固态夹杂物较液态夹杂物更易聚合和去除机理，通过炉外精炼或将固态夹杂物近乎全部去除，或使其转变为在连铸过程不易聚合的液态夹杂物，显著降低了车轴大型夹杂物探伤不合比率；

    (4)提出了特殊钢大圆坯、大方坯1/4直径或厚度处正偏析峰的形成机理，解决了长期困扰特殊钢大圆坯、大方坯冶金质量的14直径或厚度处正偏析问题。

全面推广 改变局面

    该项目改变了高铁及重载铁道车辆用车轴等关键部件严重依赖进口的局面，在高铁及重载铁道车辆用车轴钢成分设计与优化、中碳特殊钢超低氧精炼技术、大型非金属夹杂物控制技术等方面优化、创新，形成了具备自主知识产权的成套工艺技术。

    在推广应用方面，采用本项目开发的关键技术，马钢产40吨轴重车轴钢和时速250公里、350公里中国标准动车组车轴钢，各项性能全部达到中铁公司等相关技术要求，冶金质量和综合性能明显优于进口产品，已顺利通过中铁CRCC认证，并于2017年实现全路推广应用。马钢开始批量生产高铁及重载铁道车辆用车轴钢后，进口车轴价格由4万元/件降低到2.5万元/件。

    本项目的成功，为国家降低高铁和重载铁路建设投资，下一步全面实现车轴等关键部件的国产化做出了非常重要的贡献。