创新工艺打造替代进口“超级”材料

5月11日，在河钢集团张宣科技特种材料研究制造公司产品库区，气阀合金品种负责人马超和职工正在为超级不锈钢气阀合金材料出库工作紧张忙碌着。“该材料是公司为某高端客户定向研发的产品，具有足够的高温强度、韧性，良好的抗氧化性和耐蚀性，以及冷热循环条件下的稳定性，能满足特殊服役工况条件，替代了进口气阀合金材料，单吨售价达到9.65万元，属于高技术含量、高附加值产品。”马超介绍。

气阀是内燃机的重要零部件之一，直接影响到内燃机的工作效率和使用寿命。近年来，航空、航天、海工等相关高端零部件制造产业发展迅速，对气阀合金需求量增加近一倍，这些合金产品基本依赖进口，且可选的品种有限。

针对这一潜在需求和市场的空白区，张宣科技特种材料研究制造公司强化企业主导的产学研深度融合，整合技术优势，成立专项研发团队，对高端领域用材需求进行深入分析，重点推进超级奥氏体不锈钢气阀合金材料研制攻关，全力推动特殊领域用材国产化、规模化，在更多细分领域、个性化和小众化领域实现领先。

特种材料领域定级保密严格、技术壁垒高。专项研发团队结合能够查阅的有限专业书籍和资料，大胆创新和尝试，在不断摸索中掌握核心工艺技术。

超级奥氏体不锈钢气阀合金材料的研发技术难点之一是合金体系的创新。在研发初期，该公司气阀合金产品研发团队结合典型牌号的成分设计和生产控制特点，开展了多次技术探索，并与河钢材料院专家、行业权威机构携手定制了专属的化学分析标样。

“综合分析客户对该产品成分性能、冶炼手段、使用用途等个性化需求后，我们在合金成分的设计环节充分借鉴同类型相对成熟产品的经验，对该材料的加工性能、耐高温疲劳性能进行了优化。”该公司技术部负责人王超介绍。他们为获得最理想的合金成分体系，潜心研究成分烧损规律及控制、铝钛元素离散度控制等课题，对每次试验的数据进行数十次分析比对，严格控制精炼温度、时间、充氩压力等关键参数，确保内部成分达标。

通过团队人员不懈努力，产品达到了理想的成分控制水平，各项性能指标满足客户特殊使用需求。

内燃机中的进气阀、排气阀由于长期受到腐蚀和热机械应力影响，易产生过度损失，极端情况下会产生功能失效。为了给客户提供更优的产品体验，该公司瞄准行业急需破解的难题进行攻关，确保该材料具备高耐腐蚀特性的同时具有优异的力学性能。

研发团队结合前期镍基高温合金的生产经验和技术积累，针对该材料硬度大、加热区间窄、尺寸范围小等难点，对锻造火次、每火次的压下量及锻造温度等数据进行详细测算，确定严格的锻造方案，创新研究制订了“八边形开坯+单向拔长+精锻成型”变形控制方法。同时，生产过程中严格执行最新的锻造方法，精确把控锻件的尺寸，实现全过程均匀锻打，保证了产品顺利下线。

经国家权威机构实物检验，该材料各项关键性能高于客户标准，具有足够的使用寿命和超高的性价比，服役寿命较同类产品提高25%以上，可替代国外同级别GH4080A、inconel751等气阀合金材料。

“这次气阀合金材料的研发，不仅满足了客户的个性化需求，也锻造了我们的技术实力，未来我们越来越有信心研发更多可替代进口的产品了。”马超表示。