寬幅達2040毫米的熱連軋鈦帶卷，刷新國內(nèi)紀錄;高性能耐蝕鈦焊管成為“華龍一號”關鍵部件;高強高韌TC18鈦合金，助力國產(chǎn)大飛機鯤龍AG600的研制……經(jīng)過10多年發(fā)展，湖南鈦材加工已建成從海綿鈦、鈦錠、鈦帶卷到鈦焊管的產(chǎn)業(yè)鏈，鈦帶卷、鈦焊管產(chǎn)銷量居全國第一，鈦材精加工系列產(chǎn)品，屢屢填補國內(nèi)空白、打破國外壟斷，應用于諸多“國之重器”。

　　“轟……”

　　5月28日，湖南湘投金天科技集團(以下簡稱“湘投金天”)旗下金天鈦金冷軋鈦帶卷制造車間，一臺冷軋鈦帶卷專用二十軸軋機正在穩(wěn)定工作。

　　軋機內(nèi)部，一卷暗銀色的鈦帶卷正被軋成0.5毫米的規(guī)格。很快，這卷高品質(zhì)的鈦帶卷，將成為飛機、船舶及計算機和通訊電子產(chǎn)品中的關鍵部件。

　　鈦具有重量輕、強度大、耐腐蝕等特性，能應用于太空、大海等環(huán)境極其復雜的工作場景，是一種重要的戰(zhàn)略性金屬。鈦及鈦合金的加工和研制能力，已成為衡量一個國家航空航天、航海、核電、深海探索等科技領域先進性的重要標準之一。由于鈦熔煉工藝復雜、加工難度大，目前世界僅中國、俄羅斯、美國、日本4個國家掌握完整的鈦工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。

　　十多年來，湘投金天一直專注鈦材精加工，所產(chǎn)鈦帶卷、鈦焊管、鈦棒材等系列產(chǎn)品，屢屢填補國內(nèi)空白、打破國外壟斷，應用于諸多“國之重器”，補足了湖南在戰(zhàn)略新興材料產(chǎn)業(yè)上的短板，解決了中國鈦產(chǎn)業(yè)系列技術(shù)難題。

　　1、軋出國內(nèi)最寬熱軋鈦帶卷，參與“深海爬游機器人”項目

　　今年1月9日，戶外一片蕭瑟寒冷，湖南鋼鐵集團旗下漣鋼的2250熱連軋線上，一個令人矚目的產(chǎn)品正緩緩軋出，匯聚著諸多熱烈的目光。

　　“成了!”現(xiàn)場響起一片叫好聲。

　　經(jīng)過3個月的努力，金天鈦金與漣鋼強強聯(lián)手，成功制備出寬2040毫米、卷重10.7噸的超寬幅薄規(guī)格大卷重熱軋鈦帶卷，創(chuàng)造了國內(nèi)最寬熱連軋鈦帶卷歷史。

　　“該產(chǎn)品刷新了我們自己創(chuàng)造的紀錄，進一步拓寬了金天鈦金熱軋板卷品類規(guī)格?！苯鹛焘伣鸺夹g(shù)部部長劉正喬告訴記者，鈦帶卷越寬，直接應用的場景就越廣、價值就越大，也避免了拼焊帶來的成本增加與質(zhì)量風險。

　　鈦的軋制，尤其是想軋得寬及薄，實在不易。

5月28日，湖南湘投金天鈦金屬股份有限公司，軋制好的鈦帶卷碼得整整齊齊。湖南日報全媒體記者 童迪 攝

　　劉正喬介紹，鈦具有強度大、熱導率小、不易變形等特點，在作為一種成型的材料時，這些是優(yōu)點;但在軋制加工時，那就是“缺點”了。

　　因為變形難、易斷裂，鈦軋制對原材料及軋制時的溫度、力度、濕度等參數(shù)的要求格外細膩。而軋得越寬或者越薄，出現(xiàn)缺陷的可能性就越高。

　　“這次溫度偏低，下次力度不夠，需要反復模擬測試，只能下苦功夫?！眲⒄龁绦稳荩扳佋诟邷叵掠钟绕浠钴S，就像一匹野馬，馴服過程格外艱難?！?

　　有一次軋制，鈦帶的卷面上出現(xiàn)了一種裂紋缺陷，劉正喬及其團隊研究了好幾天，始終找不到原因。

　　技術(shù)攻關沒有捷徑。整個團隊收集軋線幾年的數(shù)據(jù)資料，翻閱數(shù)月，排除數(shù)十種可能，才得到幾個疑似的結(jié)論。然后在電腦上反復模擬，又花費一個月左右的時間，最終消除裂紋。

　　被“馴服”的優(yōu)質(zhì)鈦帶卷性能有多強?金天鈦金總經(jīng)理助理孔玢介紹：“廣泛應用于艦艇、潛艇、深海探測器等，比如制作外殼及一些關鍵部位的結(jié)構(gòu)件?！?

　　近幾年，金天鈦金就參與了“深海爬游機器人”等國家重大科技項目的研發(fā)，主要負責主體結(jié)構(gòu)以及電子元器件的艙體制作。

　　該項目負責人江彪介紹，深海爬游機器人的設計深度達到1000米至1500米。他說：“鈦極耐腐蝕，同時強度大、重量輕，特別適合應用于海洋中，因此鈦也有‘海洋金屬’的美譽。”

　　2、成功應用于“華龍一號”，改寫全球鈦焊管產(chǎn)業(yè)格局

　　2020年11月，“華龍一號”首臺套凝汽器用高性能鈦焊管國產(chǎn)化項目在湘投金天所屬金天新材下線?！斑@是核電關鍵設備材料國產(chǎn)化、自主化的重要組成部分，是核電國產(chǎn)化進程中具有里程碑意義的重大事件。” 中國工程院院士、核反應堆及核電工程專家葉奇蓁現(xiàn)場點贊。

　　這根不起眼的焊管不可小覷。

　　金天新材技術(shù)部副經(jīng)理李軍兆介紹，我國的核電站基本建在海邊，核電工程中的鈦焊管主要用于裝載海水，在核電機組中循環(huán)往復，對核電機組進行降溫?！?臺核電機組里，密密麻麻有10萬多根的鈦焊管，不然怎么是關鍵設備呢?”

　　“華龍一號”是我國核電創(chuàng)新發(fā)展的重大標志性成果，用于其中的鈦焊管，絕不允許有任何缺陷，而且要求使用壽命超過30年。

5月28日，湖南湘投金天鈦金屬股份有限公司生產(chǎn)線，脫脂機組員工在操作脫脂機。湖南日報全媒體記者 童迪 攝

　　不難想象，這根管子的研制得有多難。

　　用于“華龍一號”里的鈦焊管，長度約18米，直徑為2.1厘米，大概礦泉水瓶蓋的大小，厚僅0.5毫米。海水的腐蝕性很強，加上直徑短、厚度薄，其焊接成型、熱處理的工藝要求極高。

　　李軍兆說，核級鈦焊管的各項指標比常規(guī)鈦焊管嚴格1倍以上。同時，和軋制鈦帶卷一樣，鈦焊管任何缺陷的出現(xiàn)，到底是焊接參數(shù)不對、焊接電流大，還是原材料有夾雜、軋制工藝的問題，都需要全面排查。

　　“我們當時分成軋輥與成型、焊接與檢測、材料與傳熱研究三個小組，協(xié)同攻關。很多時候，三個小組要一起開會研究，然后逐一驗證，反復調(diào)整參數(shù)、軋輥，才找到解決問題的辦法?！崩钴娬谆貞?。

　　經(jīng)過1000多個日夜的攻關，金天新材于2019年打造出符合“華龍一號”凝汽器標準的高性能耐蝕鈦焊管，突破了國外對核電凝汽器用鈦焊管的技術(shù)壟斷和市場封鎖，還逐漸實現(xiàn)了出口，改寫了全球鈦焊管的產(chǎn)業(yè)格局。

　　3、8年啃下“硬骨頭”，助力國產(chǎn)大飛機研制

　　5月31日，由我國自主研制的大型滅火/水上救援水陸兩棲飛機鯤龍AG600全狀態(tài)新構(gòu)型滅火機，在廣東珠海首飛成功。

　　現(xiàn)場，鯤龍AG600從珠海金灣機場滑行起飛，先后完成等速爬升、平飛減速、松桿飛行、模擬進場復飛等試飛任務，在空中飛行20分鐘后平安降落，各系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

　　這個大家伙，其起落架的制作材料TC18鈦合金，由金天鈦業(yè)研制。

　　鯤龍AG600，是我國大飛機“三兄弟”之一。其最大起飛重量60噸，最大載水量12噸，填補了國產(chǎn)大型航空滅火飛機的空白。

　　可以想象，當這架飛機落地時，起落架將承受多大的壓力。

　　既要硬，又得輕，鈦合金是最佳選擇。2011年，湘投金天旗下金天鈦業(yè)接下這塊硬“骨頭”。

　　這塊“骨頭”到底有多硬?其中一個不太起眼的“黑斑”問題，就讓研發(fā)團隊“頭疼”了近一年。

湘投金天新材料有限公司高性能鈦焊管生產(chǎn)車間擺放的管材。李博斌 攝

　　“黑斑，是由于材料組織不均勻或成分偏析引起。黑斑的存在，易導致產(chǎn)品產(chǎn)生微裂紋，埋下斷裂的隱患?！毕嫱督鹛炜偨?jīng)理、時任金天鈦業(yè)首席專家楊勝告訴記者。

　　為優(yōu)化鍛造工藝，研究團隊長期在溫度超過40攝氏度的車間工作，緊盯鍛造過程的每一個細節(jié)和參數(shù)，一待就是一整天;每次前往合作方溝通細節(jié)，團隊都是直奔鍛造車間，第一時間針對新出現(xiàn)的問題進行改善。

　　最終，經(jīng)過8年“鏖戰(zhàn)”，團隊研制出高強高韌的TC18鈦合金，達到了鯤龍AG600的要求，讓湘投金天在航空航天領域站穩(wěn)了腳跟。

　　目前，湘投金天在飛機發(fā)動機葉片、飛機框架、航天構(gòu)件等高性能鈦合金棒材上技術(shù)實力強勁，已成為中國航空高端鈦合金材料三大供應商之一。

　　“湘投金天已形成了從材料到構(gòu)件到裝備完整的鈦工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，未來將在持續(xù)開展航空航天、核電產(chǎn)業(yè)等高端鈦材的研發(fā)同時，在航空發(fā)動機、深海裝備及醫(yī)療、計算機、通訊電子產(chǎn)品等民生領域作出更多探索，更好為國家和社會服務?！毕嫱督鹛旄倍麻L彭丹告訴記者，鈦加工的趨勢是越來越合金化、超薄化，鈦的應用場景將不斷擴大。

　　青年觀察

　　將自己鍛造得像鈦一樣

　　劉正喬(金天鈦金技術(shù)部部長)

　　作為一種稀有金屬，鈦具有硬度大、抗腐蝕性強等優(yōu)點，從飛機、船舶、核電等科技領域，到自行車、羽毛球拍、眼鏡架等日用領域，鈦是既能上天下海，還能入手的頂級材料，被譽為“未來金屬”。

　　我很幸運，大學畢業(yè)后成為了一名鈦材的科研工作者;入行十幾年來，參與并見證了湖南高端鈦材產(chǎn)業(yè)的成長與崛起，與有榮焉。

　　這十幾年，最讓我自豪和難忘的是，湖南鈦材人致力于高端鈦材發(fā)展的決心，及堅定不移走創(chuàng)新之路的意志。

　　很多人不知道，2007年湖南的鈦材加工起步時，連生產(chǎn)線都沒有。我們大膽開創(chuàng)“鈦鋼聯(lián)合”模式，在漣鋼的軋機上軋出國內(nèi)第一個大卷重寬幅熱軋鈦帶卷，改寫了歷史。

　　鈦金屬研究專家唐仁波，退休后毅然回到湖南。作為技術(shù)帶頭人，唐老不但引領了技術(shù)發(fā)展，更培養(yǎng)了大批技術(shù)骨干。如今唐老已80多歲，仍在一線指導科研工作。

　　參與鯤龍AG600飛機起落架的研制時，為解決困擾行業(yè)多年的TC18鈦合金“黑斑”問題，金天鈦業(yè)技術(shù)團隊不斷優(yōu)化工藝，歷時270余天才攻克難題。

　　……

　　很感動，身邊的前輩、同事全身心投入到鈦材加工的研究中，夜以繼日，忘記了時間和自己;很驕傲，自己也是湖南鈦材人的一分子，參與到眾多填補歷史空白的研究中，獲得感十足。

　　科研工作沒有止境。我的理想是，將自己鍛造得像鈦一樣，經(jīng)得起各類嚴苛的考驗，為中國的鈦材事業(yè)作出自己的貢獻。