以“新(xin)一代鋼鐵(tie)(tie)材料的重大(da)基礎研究”“超超臨(lin)界(jie)火電(dian)機組鋼管創新(xin)研制與應(ying)用”和“壓水堆核(he)(he)電(dian)站核(he)(he)島主設備用鋼關鍵技(ji)術”為代表的技(ji)術開(kai)發工作，為鋼鐵(tie)(tie)工業技(ji)術進步及國民經濟(ji)發展作出(chu)了(le)突出(chu)的貢(gong)獻。
一、新一代鋼鐵(tie)材料的重大基(ji)礎研(yan)究
“新一代鋼(gang)鐵(tie)材料的(de)重大基礎研(yan)究(jiu)”作(zuo)為國家(jia)首(shou)批“973計劃”項(xiang)目。翁宇慶院士帶領團隊通過晶粒細(xi)化(hua)和(he)(he)潔(jie)凈化(hua)提(ti)(ti)高微合金(jin)(jin)(jin)鋼(gang)的(de)強(qiang)度和(he)(he)韌性開展了(le)(le)基礎研(yan)究(jiu)，研(yan)究(jiu)發(fa)現(xian)了(le)(le)奧氏體(ti)熱變(bian)(bian)(bian)形可以誘(you)導（強(qiang)化(hua)）鐵(tie)素體(ti)相(xiang)變(bian)(bian)(bian)（DIFT），提(ti)(ti)出(chu)(chu)了(le)(le)形變(bian)(bian)(bian)誘(you)導鐵(tie)素體(ti)相(xiang)變(bian)(bian)(bian)理(li)論；分析了(le)(le)厚(hou)板坯連(lian)鑄連(lian)軋(ya)工藝(yi)中出(chu)(chu)現(xian)納米尺寸析出(chu)(chu)物促進超細(xi)晶現(xian)象，對(dui)貝氏體(ti)鋼(gang)提(ti)(ti)出(chu)(chu)了(le)(le)形變(bian)(bian)(bian)誘(you)導析出(chu)(chu)和(he)(he)中溫轉變(bian)(bian)(bian)控制(zhi)理(li)論；對(dui)高強(qiang)度合金(jin)(jin)(jin)結構(gou)鋼(gang)移除了(le)(le)抗延遲斷裂理(li)論。工藝(yi)技術(shu)上介紹了(le)(le)實(shi)現(xian)超細(xi)品鋼(gang)強(qiang)韌性的(de)相(xiang)應(ying)工藝(yi)，如超細(xi)鋼(gang)的(de)化(hua)學冶金(jin)(jin)(jin)、凝固冶金(jin)(jin)(jin)、電磁(ci)冶金(jin)(jin)(jin)、焊接技術(shu)等(deng)。該項(xiang)目2004年榮(rong)獲國家(jia)科技進步獎一等(deng)獎。
為了解決鋼鐵材料在高強度條件下獲得優異塑性和韌性問題，董瀚教授帶領團隊提出了“高性能鋼的M3組織調控理論和技術”，闡明了M3組織強化和韌塑化機理，解決了強度提高導致塑性和韌性下降的問題。通過研究亞穩奧氏體在變形過程中的演變規律，發現隨亞穩奧氏體含量提高和穩定性降低，材料動態加工硬化率逐步提高，推遲了頸縮產生，大幅提升了塑性和抗拉強度，從而明確了亞穩奧氏體含量與穩定性是強塑積調控的關鍵因素，為高強塑積第三代汽車鋼研發提供了理論基礎；基于界面增強和增韌原理，提出通過調控層狀超薄奧氏體及其相變后形成的超薄馬氏體板條塊，能夠同時提高強度和韌性，為屈服強度1000兆帕級、沖擊功200焦低合金鋼研發指明了方向。
在該(gai)(gai)項目M3組(zu)織調控(kong)及強(qiang)韌塑化機理(li)研(yan)(yan)究基礎(chu)上(shang)，創(chuang)新(xin)發明了高強(qiang)塑積第三代(dai)汽車鋼(gang)和新(xin)一代(dai)高強(qiang)高韌塑性低(di)合金(jin)鋼(gang)，實現了在汽車、管線(xian)、橋(qiao)梁等領域(yu)的應用(yong)。該(gai)(gai)項目研(yan)(yan)發成果(guo)創(chuang)新(xin)發展了鋼(gang)鐵物理(li)冶金(jin)理(li)論，為(wei)未來高性能(neng)鋼(gang)鐵材料研(yan)(yan)發提(ti)供理(li)論指導(dao)。
2018年(nian)“基(ji)于M3組織調控的鋼(gang)鐵材(cai)料基(ji)礎理論研究與(yu)高性(xing)能(neng)鋼(gang)技術(shu)”獲得國(guo)家技術(shu)發明獎(jiang)二等獎(jiang)。
二、超超臨(lin)界火(huo)電機組鋼管創新研制(zhi)與應用(yong)
600℃超(chao)超(chao)臨界技(ji)術(shu)是迄今世(shi)界最(zui)先進商用燃煤(mei)發(fa)電技(ji)術(shu)，其研發(fa)瓶頸是25Cr、18Cr和(he)9Cr高壓(ya)鍋(guo)爐管。主要技(ji)術(shu)難點：1. 我國(guo)不掌握材料成分(fen)最(zui)佳配(pei)比(bi)和(he)生產過(guo)程控制技(ji)術(shu)； 2. 國(guo)外25Cr管高溫(wen)持(chi)久(jiu)強(qiang)度低(di)、韌性差(cha)，18Cr管晶間(jian)腐蝕傾(qing)向嚴重(zhong)、抗蒸汽(qi)腐蝕性能(neng)差(cha)，9Cr管含δ鐵素體，持(chi)久(jiu)強(qiang)度低(di)，這是世(shi)界性題(ti)
鋼鐵研(yan)究總(zong)院劉正東院士帶領團隊經二十余年研究和實踐，通過半定量化解構強韌化機制研究，發現關鍵元素在高溫加力長時過程中隨強韌化單元變化規律，建立其固溶度積和熱力學曲線，豐富和發展了耐熱鋼“多元素復合強化”設計理論；提出服役環境下優先失穩源問題和耐熱材料的“選擇性強化”設計觀點，為耐熱材料最佳成分范圍確定和生產工藝研發提供了理論基礎；突破了通過適度粗晶和強化晶界兼顧持久強度及抗蒸汽氧化性能關鍵技術，研發1250℃控溫控冷工藝調控析出相和晶粒尺寸；發現晶界碳化物粗化機理并利用硼晶界偏聚減緩其粗化速率，解決了持久強度和抗氧化難以兼顧難題，形成耐熱鋼管成套制造技術集成。
鋼鐵研究總院研發了高強韌25Cr鋼管成套生產技術，使持久強度提高的同時韌性提高3倍；確定了18Cr鋼管窄成分范圍和7～8級晶粒度控制方法，在保持持久強度和抗氧化性能的同時消除了晶間腐蝕；研發了9Cr鋼管無δ鐵素體成套技術，打破國外產品壟斷，十余年間國產高壓鍋爐管國內市場占有率從27％躍升到86％、國外市場占有率從無到25％，徹底改變了世界耐熱鋼管市場格局，使我國電站耐熱鋼管采購費降低45％，電站單位造價降低20％。至2016年底，我國已建600℃電站約200吉瓦（占全球90％以上），節煤減排效果非常顯著，中國已成為燃煤發電技術領先的國家。
鋼鐵研究總(zong)院自主(zhu)研發(fa)了(le)低合(he)金耐熱(re)鋼G102、馬氏體(ti)耐熱(re)鋼G115?、耐熱(re)合(he)金C-HRA-1?、C-HRA-2?和C-HRA-3?等(deng)，成功(gong)建(jian)立了(le)630～700℃超超臨界燃(ran)煤鍋爐管耐熱(re)材料(liao)體(ti)系，并完成了(le)電(dian)站鍋爐建(jian)設所(suo)需上述新(xin)耐熱(re)材料(liao)全部尺寸規格(ge)鍋爐管的工(gong)業(ye)制造(zao)。
三(san)、壓水堆核電站核島主設備(bei)用鋼關(guan)鍵(jian)技術
壓(ya)水堆(dui)是核電主體，我(wo)(wo)國(guo)已(yi)建(jian)56臺核電機組中53臺為壓(ya)水堆(dui)。世界最先進第三代壓(ya)水堆(dui)首(shou)堆(dui)均在(zai)我(wo)(wo)國(guo)建(jian)設，其(qi)(qi)高安全(quan)、長壽期、大(da)型(xing)一體化(hua)設計(ji)對(dui)核島主設備（包(bao)括壓(ya)力容器(qi)、蒸發器(qi)、主管道、傳熱管等）材料技術提出(chu)前(qian)所未有挑(tiao)戰，其(qi)(qi)成分優化(hua)和(he)制(zhi)造(zao)工藝(yi)是世界性工程科(ke)技難題。
經長期(qi)探索和(he)(he)工程(cheng)實踐，鋼鐵研究總院發現(xian)影響核島大(da)鍛件(jian)韌(ren)性(xing)(xing)和(he)(he)退火后(hou)強韌(ren)性(xing)(xing)的本質(zhi)因(yin)素(su)，突破300～600噸(dun)級鋼錠(ding)超(chao)大(da)鍛件(jian)韌(ren)性(xing)(xing)提(ti)升(sheng)(sheng)和(he)(he)退火后(hou)強韌(ren)性(xing)(xing)優化匹配控制關鍵技(ji)術，確定了(le)滿足安全(quan)、長壽、大(da)型一(yi)體化核島超(chao)大(da)鍛件(jian)綜(zong)合性(xing)(xing)能(neng)要(yao)求的極(ji)窄成分范圍。研究冶煉(lian)一(yi)澆注(zhu)新方法，改善了(le)大(da)鋼錠(ding)偏析和(he)(he)夾雜，自主研制超(chao)大(da)特(te)厚異形大(da)鍛件(jian)研究專用裝置，建立制造過程(cheng)熱-力-組織-性(xing)(xing)能(neng)對應關系，解決了(le)鍛造開裂、晶粒控制和(he)(he)性(xing)(xing)能(neng)均衡提(ti)升(sheng)(sheng)難題，形成核島主設備(bei)材料(liao)成套生產(chan)技(ji)術集成。
鋼(gang)鐵研(yan)究總院成功研(yan)制壓(ya)力(li)容(rong)器(qi)和(he)蒸發器(qi)全套508-3鋼(gang)大鍛(duan)(duan)件、世界(jie)首(shou)批異型(xing)整鍛(duan)(duan)316LN不銹鋼(gang)主管道大鍛(duan)(duan)件、世界(jie)首(shou)批堆(dui)內(nei)F6NM鋼(gang)壓(ya)緊(jin)彈簧環(huan)鍛(duan)(duan)件和(he)690合金U型(xing)傳熱管等，保(bao)障(zhang)了先進(jin)三代壓(ya)水堆(dui)核(he)電首(shou)堆(dui)建設，國內(nei)市(shi)場占有率(lv)從零躍升(sheng)到90％以上，主導了我(wo)國核(he)島(dao)主設備材(cai)料市(shi)場定價權，使(shi)其(qi)采購價降低60％，核(he)電工(gong)程單位造(zao)價降低30％，全面實現(xian)了壓(ya)水堆(dui)核(he)島(dao)主設備材(cai)料技術產(chan)業(ye)化，推(tui)進(jin)我(wo)國成為世界(jie)核(he)電技術和(he)產(chan)業(ye)中心。
