山钢全规格镍系钢获评省十大科技创新成果 打破国际技术垄断实现自主突破

长期以来,面向极低温环境的关键结构材料被视为高端装备制造的“基础底座”。

在LNG储运、氢能装备、深冷化工以及极地工程等场景中,设备与管线往往需要承受极端温度下的冲击载荷与应力变化,一旦材料低温韧性不足,脆断风险显著上升。

镍系钢以铁镍合金体系为基础,因具备更强的低温韧性与抗脆断能力,被业内普遍视为支撑深冷装备发展的核心战略材料之一。

然而,过去相当长一段时间内,全球仅少数国家掌握镍系钢关键制备与工程化应用能力,国内大型项目在材料采购上时常面临价格高、交期长、规格不全等现实掣肘,形成制约产业建设效率与成本控制的突出问题。

造成这一局面的原因,既有技术门槛高的客观因素,也有产业体系配套不足的深层挑战。

镍系钢对冶炼纯净度、成分与组织控制、厚板性能均匀性等要求极为严苛,任何环节波动都可能导致低温冲击韧性不稳定;同时,深冷装备对钢板厚度范围、尺寸精度与批量稳定性的要求高,单一规格或小批量试制难以满足工程交付需求。

尤其是大宽厚比板材的卷轧与成形工艺,涉及工序协同、能耗控制与质量一致性等系统性难题,需要产线能力、工艺体系与质量管理的整体提升。

在此背景下,山东钢铁集团日照公司组织钢铁研究、炼钢、中厚板制造等力量开展联合攻关,围绕超纯净冶炼、厚板性能均匀性等关键环节打通技术链条,并构建适配大宽厚比卷轧的绿色高效生产工艺体系,形成覆盖9Ni、7Ni、5.5Ni、5Ni、3.5Ni等多钢种的产品序列,实现5mm至50mm全规格镍系钢的批量化稳定生产。

相关产品可在-101℃至-196℃温度范围内使用,厚度公差控制精度达到较高水平。

业内人士指出,全规格供给能力意味着材料能够更好匹配储罐、管线与关键部件的多样化设计需求,对工程化应用尤为关键。

这一突破的影响,首先体现在对重点工程供应链韧性的提升。

材料自主供给能力增强,有助于降低重大项目对外部市场波动的敏感度,减少因交付周期不确定带来的建设风险;其次,有助于推动产业链降本增效,通过国产化替代与规模化生产,提升采购可控性与性价比;再次,对山东乃至全国高端材料产业集群建设具有示范意义,带动从研发、制造到检测评价、应用验证的协同升级。

数据显示,目前相关镍系钢产品已累计供货近3万吨,形成一定规模的市场应用与产业效益。

从对策层面看,面向深冷装备与清洁能源快速发展的需求,关键仍在于以工程应用牵引材料迭代,持续完善“研发—制造—验证—应用”闭环。

一方面,应加快与LNG、氢能、深冷化工等终端应用场景的联合验证,推动标准化、系列化供给;另一方面,继续强化过程质量控制与一致性管理,提升大批量交付稳定性;同时,围绕更高镍含量、更优综合性能钢种开展前瞻布局,拓展在航空航天、工程机械、能源工业等领域的应用边界。

按照企业规划,未来有望进一步提升产能与产值规模,形成更具竞争力的高端材料供给能力。

值得关注的是,本次成果入选的背后,也反映出山东省在科技创新成果遴选与转化方面的导向:突出关键核心技术攻关,强调成果的产业支撑与应用价值。

据介绍,2025年度山东省十大科技创新成果由相关机构组织,邀请省内外院士专家从重大科技创新成果库中严格筛选并投票产生,覆盖基础研究、新一代信息技术、高端装备等领域,体现出以创新驱动高质量发展的政策取向。

从跟跑到并跑,再到部分领跑,山钢镍系钢的突破折射出我国制造业转型升级的坚实步伐。

在全球竞逐高端材料的赛道上,此类核心技术的持续突破,不仅关乎单个企业的竞争力,更是提升产业链安全水平、服务国家战略需求的关键支撑。

未来随着"双碳"战略深入推进,国产高端材料的创新图谱必将书写更多精彩篇章。