在自主創新過程中,企業需要的不僅僅是誰與爭鋒的“鋼”性,更需要具備資源整合和系統集成的“韌”性。中國鋼研第三代汽車鋼的面世充分證實了這一點。
“化百韌鋼為繞指柔”。隨著科技進步的發展,這已經不僅僅是所謂的異想天開。在中國科研科技集團有限公司(以下簡稱中國鋼研),我們看到以往堅硬的鋼板可以像紙一樣被卷起來。原來采用先進的快速凝固技術,鋼水可以凝固成為非晶帶材——_厚度約為30微米,而且與硅鋼片相比,非晶帶材制造過程可以節約能耗80%左右,配電變壓器中如采用非晶鐵芯,可以使空載損耗降低60%80%,大幅度降低輸配電損耗。
“這怎么可能?”一名參觀人員略有質疑,不由拿起這張“紙”想看個究竟。結果非晶帶材比刀刃還鋒利的邊緣,剎那間在他的手上劃開一道深深的傷口,血立刻流了出來。這個小小的插曲,讓參觀人員對鋼的延展性有了切身的了解;而此行也使參觀人員感受到了中國鋼研人的鋼性與韌性。
“鋼”性
非晶帶材只是中國鋼研科技創新的縮影。作為我國冶金行業最大的綜合性研究開發機構,中國鋼研致力于冶金新材料和行業共性關鍵技術研發,在鋼鐵行業一直發揮著技術龍頭的作用。最近,在第三代汽車鋼的研制上,中國鋼研又探索出了一條新路。
雖然2010年我國汽車消費總量超過了1800萬輛,躍居世界第一。然而談到汽車工業,我們的心中難免有一些遺憾和傷痛。一方面,汽車的大量使用導致能源和環境問題更加突出;另一方面,在眾多關鍵環節和領域,長期以來我們都未能擺脫跟蹤學習的方式。
汽車鋼是鋼材產品中的高端產品。一輛汽車中,鋼材占了總重量的70%左右。沒有好的鋼材,就不會有好的汽車。中國鋼研田志凌副總經理告訴記者:“好的汽車鋼應該滿足輕量化和保證安全性兩個要求。”因為自重越輕越省油,此外還要足夠堅固,不能一撞擊就變形。
也就是說,汽車鋼要同時具有更高的強度和更高的塑性——這無疑是一對矛盾的博弈。為了實現這一理想,世界各地的科學家做了大量的探索和研究。
第一代汽車薄板鋼(傳統汽車薄板鋼)主要是以鐵素體、貝氏體或馬氏體等體心立力相為基體。其抗拉強度與延伸率的乘積(強塑積)—般為15GPa%的水平,隨著強度提高,鋼的塑性會降低。
第二代汽車鋼是以奧氏體為基體的高合金鋼,強塑積雖達到了較高的50GPa%的水平,但是合金含量高和生產工藝控制困難,導致了薄鋼板成本較高。中國鋼研特聘院士、中國金屬學會理事長翁宇慶告訴記者:“目前世界上還沒有哪個汽車廠使用第二代汽車鋼。”
第三代汽車鋼的概念實際上是由美國科學家提出的。最初的設想是生產出成本比第二代汽車鋼更低、性能比第一代汽車鋼更好的產品。
沒有創新就要永遠受制于人。2007年10月,中國鋼研董事長干勇注意到美國的這一研發動向后,決定立即投入力量開展相關研究。
經過兩年多時間的努力,2009年具有高強度和高塑性的第三代汽車鋼率先在中國鋼研的實驗室出爐。其抗拉強度與延伸率的乘積超過了30%,比第一代汽車鋼翻兩番,而合金含量卻不到第二代汽車鋼的1/3。
“韌”性
每個成功的企業背后總會有一種力量支撐,這種力量是‘韌’性不斷發揮及提升的過程。中國鋼研的“韌”,就是把創新的觸角成功地延伸到了“產學研用”的領域。
“不能讓科技創新僅僅停留在實驗室。”在董事長干勇、總經理才讓的指導下,2010年國慶開始,中國鋼研與太鋼的相關科研生產人員不分晝夜,利用短短的一個月左右時間,成功地在工業生產流程上開發出第三代汽車鋼熱軋板卷和冷軋板。
翁宇慶院士表示:“現在美國依然只有幾所大學在開展第三代汽車鋼的研究,工業界還沒有介入,我們是第一個進入工業生產的。”
新的技術落地往往受到成本制約。面對這一擔憂,翁宇慶院士幫我們算了一筆賬,“歐洲一家大汽車廠測算過,用我們的第三代汽車鋼,一部車成本大概增加240歐元,但可以節油5%。算下來一部車跑5000公里就可以收回增加的成本。”同時,翁宇慶院士強調,第三代汽車鋼會使汽車安全性能大幅提高:“使用第三代汽車鋼,在正常碰撞下將不會造成人員死亡。”
這一研發結果公開發表后,受到國內外的廣泛關注。
美國通用、福特汽車也對這一技術表示出濃厚的興趣。相反,對于這些國際巨頭拋出的橄欖枝,中國鋼研表現很平靜。翁宇慶院士表示:“我們將先考慮滿足國內需要。”
消費者何時能夠真正享受到這項新技術帶領的成果?中國鋼研總經理才讓表示,2011年要生產出第三代汽車鋼的鍍鋅板,爭取明年做出試驗產品,2014年投入商業使用。據介紹,一汽的新車型H車平臺的三個零件,已經采用了中國鋼研所研發的1500MPa級熱成形鋼。
鋼鐵專家認為,第三代汽車鋼研發成功,將從根本上改變我國長期以來跟蹤學習國外汽車鋼技術的局面,有利于促進鋼鐵企業的技術和產品升級換代,為我國從鋼鐵大國向鋼鐵強國轉變提供有力的技術支撐。
第三代汽車鋼的夢想照進現實,無疑是“產學研用”相結合的成功典范:太鋼在鋼板的工業試制方面制定了周密操作方案,并且大膽嘗試,為工業化試制成功奠定了基礎;清華大學的碳配分表征研究為第三代汽車鋼的工藝制定提供了堅實基礎;中國一汽的汽車零件應用技術研究很好地促進了第三代汽車鋼的應用。
實際上,早在進行“十一五”國家科技支撐計劃重大項目——“新一代可循環鋼鐵流程工藝技術”項目時,中國鋼研就與寶鋼、太鋼等鋼鐵企業及清華大學等高校科研機構開展了深層次的合作。新一代可循環鋼鐵流程工藝技術在曹妃甸首鋼京唐鋼鐵工程建設中發揮了重要支撐作用,引領了我國鋼鐵工藝流程的發展。
在科技創新和產業升級的道路上,中央科技型企業的地位正在上升,并逐漸發揮著主導作用。我們也看到,企業單一的技術流程改造逐漸演變成了產業鏈各環節、各企業的集體協作——“集成創新”越來越成為新時期科技創新的主要特點。在這個過程中,企業需要的不僅僅是誰與爭鋒的“鋼”性,更需要具備資源整合和系統集成的“韌”性。