手撕鋼中國造!僅0.02毫米的超薄鋼材貴比黃金,美國想買都得排隊

比世界上的黃金還貴,市場上價格按克來賣,就連美國都供不應求,這些標簽集合起來你第一時間你會想到什麼?

不錯,他就是我們今天的主角——不銹鋼箔材,也就是我們常說的手撕鋼

中國手撕鋼

手撕鋼如其名,極其薄的屬性讓人們能用手輕易撕開。

它屬於世界上最薄的不銹鋼品種,其厚度僅有0.02毫米,比一張A4紙張的厚度還要薄。

這種極薄的工藝隻消用普通的不銹鋼通過軋制而成,但其工藝難度卻是極大的,尤其是寬幅手撕鋼。

因此,手撕鋼的價格並不便宜。就算單張A4紙的大小,也就是29厘米與21厘米左右的長寬尺寸的手撕鋼,其價格能高至400元。

也就是說如果按重量來稱算,一克手撕鋼的價格能達到6元,已經趕超白銀。

而寬幅手撕鋼曾經更是遠比黃金還要精貴,畢竟寬幅手撕鋼對工藝的要求也更為嚴苛。

這種不銹鋼箔要求厚度精度不能超過0.001毫米,寬度精度在0.1毫米之內。

同時,它的表面粗糙度以及對結晶的晶粒度的要求也很高,要求在於晶粒度對材料的塑性、強度、韌性等特性有間接的影響。

當然,手撕鋼的價格和制造標準似乎都有著一致的高度。

不過也正是因為這種要求高度,才能讓手撕鋼成為高新科技中重要的一部分,就比如高端電子、航空航天等多個領域都會運用到手撕鋼。

就連蘋果公司旗下的產品iPhoneiPad都是采用手撕鋼作為logo材料,還有華為柔性屏手機就是采用手撕鋼作為其襯底,此外航空領域中的太陽能電池板也都用到瞭手撕鋼作為材料。

手撕鋼超薄的屬性可以讓它在航空領域,太陽能電池板帶來輕而可折疊的能力,在一定程度上還能釋放更多的空間領域,以供更多的應用。

不止如此,利用超薄手撕鋼作為材料,能夠造出更加精準的壓力傳感器膜片。

它能夠成為航空領域中的隔熱材料,在新能源領域中,還可作為電池的保護材料。

手撕鋼的運用廣泛,已可稱為鋼鐵中的“稀土”材料,當然我國的手撕鋼不隻是像稀土那樣在多種領域起到作用。

其制造水平在2018年就達到瞭國際領先水平,並榮獲中國國際工業博覽會大獎冶金科學技術特等獎。

實現技術反超

但也許你不知道,如今被我國視為驕傲的手撕鋼,其實在很早之前是被日本技術封鎖的一大科技。

也正是外國對它的技術封鎖,導致瞭手撕鋼價格高於黃金,那我國的手撕鋼又是如何一步步達到國際領先水平的呢?說起來,它又會是一件滿載艱辛與刻苦的章程。

在那一段時間,我們也常常與手撕鋼打交道,但卻親熱不起來,因為它始終與我們隔著一層墻,那層墻的名字叫作國際。

它有著國際的規定,國際的標準,與國際的要求,其生產也充滿瞭讓人顧忌又陌生的難題。

作為生產的標準,鋼材不能有不良雜質,不能有不良雜質的相關元素。

其次需要將一塊鋼材壓薄,壓到比紙張還薄,且不能出現一點印記,任何花紋、劃痕等痕跡都是一種失敗,就好像在這個領域上充滿不解的中國。

即便是用傳統工藝中的柔軟毛氈,也難免在不銹鋼薄膜上面留下劃痕。接下來,還要考慮生產出來的薄膜的處理。

比紙張還薄的手撕鋼其不穩定性已是顯而易見,似乎任何輕微的動作,或是一陣風都能讓它褶皺、卷曲。

但即使是這一系列可預見與不可預見的問題,也在我國科研人員的日日夜夜的努力下迎刃而解。

面對日本與德國等國傢的技術封鎖,2016年,我國的太原鋼鐵公司組建瞭“手撕鋼”科研攻關團隊。

太原鋼鐵公司一開始就跨越瞭國際標準要求,他們,要造屬於中國的手撕鋼。

生產過程中,他們借助現代邊界積分算法的軋制模型,巧妙地解決瞭手撕鋼在生產中所會出現的問題。

同時,在處理生產出來的手撕鋼,他們將640毫米的手撕鋼卷成2噸重的卷軸,給出瞭後期處理的答案。

經過瞭一系列的研究與試驗,歷時兩年,太原鋼鐵公司化解瞭遇到的各種難題,最終在這一技術封鎖之下突出重圍,打破陳規,成功造出瞭全球首發,寬600毫米,厚0.02毫米的手撕鋼。

在開發手撕鋼的整個過程太原鋼鐵公司歷時2年,期間遭遇瞭700多次試驗失敗,更是解決瞭600多項設備與工藝上的問題

事實證明,這兩年多的努力沒有白費。

49項發明專利,44項授權,2項行業標準,18篇論文,每一樣都在宣告他們的成功。

太原鋼鐵公司不僅打破瞭國外的技術封鎖,甚至在產品規格上完成瞭反超。

4年的奇跡——超級鋼

而我國在鋼鐵發展的這段歷程上,突破封鎖實現超車的自然不隻有手撕鋼,就比如全球僅有3個國傢掌握的超級鋼被我國僅用4年時間研發成功。

所謂的超級鋼又稱作航母鋼,它是航空母艦需要的高端鋼材。

在早期的時候也隻有美國、俄羅斯、法國他們三個國傢掌握制造超級鋼的技術。

要知道航空母艦的發展可離不開超級鋼,不但是美國,就連俄羅斯這一與我國關系融洽的國傢也不願意將超級鋼賣給我國。

與許多技術領域一樣,我國充分意識到瞭自主研發的重要性,超級鋼的研發也隨之展開。

1998年,由王國棟帶領的研究團隊正式開展瞭超級鋼的研究工作,僅一年,我國就取得瞭突破性的成果。

隨後在2005到2009短短的4年時間,我國成功研發出瞭航母鋼,實現瞭中國第一艘航空母艦的正式服役。

而我國之所以能研發超級鋼,依仗的便是自主研發的控軋控冷技術

鋼的控軋控冷技術是通過控制軋制過程中的加熱溫度、軋制工藝、冷卻條件等工藝參數,提高鋼的強度、韌性焊接性

而軋鋼是通過施加一定的壓力,使鋼錠和鋼坯在旋轉的軋輥之間發生形狀和性能的變化。

在鋼鐵生產技術中,軋制控制是將粗鋼加工成高精度、高性能、高效益鋼材的關鍵工序。

王國棟院士幾十年來致力於我國鋼鐵軋制技術的研究與開發,通過軋制和冷卻過程控制和提高鋼材的性能。

其實控軋控冷技術在鋼鐵發展階段就已經有瞭概念。

比如,鋼鐵煉制中,需要調控溫度,一般會選用加入水進行冷卻,也就是說控冷技術與控軋技術早就出現過瞭。

不過,在國外,控軋控冷技術存在系統上的問題,像是用水冷卻使用的是低壓的層流水,一會導致效率低下,二會造成鋼板變形。

同時,冷卻的方法過於粗糙,還沒有細化到快慢冷,在這方面的研究很匱乏,此外,鋼鐵的煉制需要經過焦化與燒結,化學反應,吹氧,去碳等多個呈遞式的步驟。

控軋控冷技術正是通過在這些步驟來幹預鋼材,實現調節性能,讓粗鋼成為高精度、高性能、高效益的鋼鐵產品的目的。

從工業稀土到手撕鋼,從手撕鋼到超級鋼,每一項技術突破都能成為一段人人稱頌的自強佳話。

正如巴金的《戰士頌》中所說的“我激蕩在這綿綿不息、滂沱四方的生命洪流中,我就應該追逐這洪流,而且追過它,自己去造更廣、更深的洪流。”

David: