国家技术发明奖-河北省科技厅.PDFVIP

国家技术发明奖 （2015 年度） 一、项目基本情况 项目名称 纳米贝氏体钢制造技术及在基础件中的应用 主要完成人 张福成，杨志南，吕 博，张 明，王天生，郑春雷 推荐单位 河北省科学技术厅 二、项目简介（限1200 字） 本项目所有技术均属于材料科学与工程领域。本世纪初国际贝氏体相变研究泰斗剑桥大学H. K. D. H. Bhadeshia 院士报道一种综合性能优异的“纳米贝氏体钢”，引起材料科学界的高度关注。我们从2004 年 开展这方面的研究工作，取得一些研究成果。获国家发明专利22 项；公开国际发明专利1 项；获2 项省 部级技术发明一等奖，高速铁路贝氏体钢辙叉研究内容获教育部技术发明一等奖、高性能耐磨钢板研究内 容获河北省技术发明一等奖；发表学术论文66，其中SCI 收录50 篇，被SCI 引用238 次，其中，剑桥大 学Bhadeshia 院士引用28 篇次；撰写关于贝氏体钢辙叉用钢和制造技术标准1 项、专著1 部；培养国家 杰出青年基金获得者1 人、优秀青年教师6 人、博士毕业生10 人、硕士毕业生40 人；共创新增产值5 亿 元、新增利税1 亿元。 关键发明技术如下：（1）发明了高速、重载铁路辙叉用低碳含铝纳米贝氏体钢种及其制造技术；（2） 发明拼装铁路辙叉心轨和翼轨等承载能力匹配技术；（3）发明贝氏体钢辙叉与高碳钢钢轨焊接技术等。这 些技术制造的贝氏体钢辙叉已应用在沈阳、郑州和西安等铁路局的高速、重载铁路线路上，平均过载量（寿 命）达到3.5 亿吨，比国内其他贝氏体钢辙叉提高1 倍，超过国外最好的水平，技术达到国际领先水平。 （4）在国际上首次提出含铝轴承钢，并发明表层高碳纳米贝氏体心部低碳马氏体轴承和齿轮钢种及其制 造技术；（5）发明整体高碳纳米贝氏体轴承钢种及其制造技术。这些技术已用于制造重载轴承和齿轮等高 端关键基础件，替代传统G20Cr2Ni4A 马氏体轴承和18Cr2Ni4WA 马氏体齿轮，使用寿命均提高20%以上， 而成本降低20~40%，技术达到国际领先水平。（6）发明高形变强化中碳纳米贝氏体-奥氏体铸造和轧制耐 磨钢板钢种及其制造技术。已广泛用于港口等行业，应用面达全国大型港口的70%，且出口到多个国家， 使用寿命赶超著名的瑞典Hardox 耐磨钢板，技术达到国际先进水平。这些发明技术丰富了高端钢铁结构 材料的品种，提高了铁路辙叉、轴承齿轮、耐磨钢板等基础件的制造基础技术水平，为高速重载铁路、大 型港口和重型机械装备制造等国家重大工程做出了贡献。 、项目详细内容（限8 1 三、推广应用情况 低碳纳米贝氏体钢制造技术在高速重载铁路辙叉中的应用 2006 年中铁山桥集团有限公司委托燕山大 学研发新一代贝氏体钢辙叉，我们很快获得了实验室的成功。此成果得到铁道部和中国中铁股份有限公司的 关注，2011 年先后邀请我去中国中铁股份有限公司和铁道部做了两次关于贝氏体钢辙叉的学术报告，他们对 我们的成果给以认可，并给予厚望。铁道部责成中国中铁股份有限公司牵头，联合中铁山桥集团有限公司、 中铁宝桥有限公司、中国铁道工程建设协会铁路器材研发中心、燕山大学、唐山市华运铁路交通器材有限公 司等成立 “中国中铁贝钢辙叉技术创新联盟”，其目的是创新贝氏体钢辙叉制造技术，规范贝氏体钢辙叉生 产行业。我们因有先进的纳米贝氏体钢辙叉制造技术成为这个联盟的中心。现在我国最大的两家铁路辙叉生 产国有大型企业中铁宝桥和中铁山桥集团有限公司，分别利用我们的技术生产1300MPa 和1500MPa 两个强 度级别的高速、重载铁路辙叉应用到我国的沈阳铁路局、西安铁路局和郑州铁路局等高速、重载铁路正线上。 根据各个应用单位反馈的使用信息，我们技术制造的纳米贝氏体钢辙叉的平均使用寿命（过载量）达到 3.5 亿吨，是目前国内其他几个厂家生产的贝氏体钢辙叉使用寿命的2 倍左右，尤其是这种辙叉的使用寿命稳定， 服役时间离散度很小，获得很好的使用效果。 高碳纳米贝氏体钢制造技术在轴承和齿轮中的应用 我们的硬贝氏体轴承制造方法专利技术被我国最 大的轴承制造国