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第一节 钢铁新产品研制

  齐齐哈尔钢厂自1957年投产后,29年来,先后共完成新产品的研究与试制2359项,其中 军工新材料1752项,民用新材料607项;完成新材料试验研究课题273项,其中国防军工新材 料课题218项,民用工业部门新材料课题55项。研制成功新钢种321个,试制成功转产新产品 1464个。
    1956—1959年,在工厂总工程师郝玉明主持下,由8名赴苏联实习回国人员组成新产品办 公室。重点编制工艺规程,作试制前的准备工作,借鉴苏联技术以求得较快效果。1957、19 58两年试制出大型炮管、电站锻件等一系列国内领先的产品。1959年底共试制成功新产品28 项,转入批量生产的24项,为国家填补了13项空白,达到国际水平的有4项。这4项是:大型 电站设备锻件,成套火炮锻件,大型氮肥设备锻件及冷轧辊等产品,使一些依靠进口产品立 足国内生产。
    1960—1965年,苏联单方撕毁合同,撤走专家,停供设备和材料,给我国国民经济和国 防建设带来很大困难。齐齐哈尔钢厂走上了自力更生、奋发图强的研制道路。这一时期研制 重点,一是高温合金新材料;二是无镍、铬代用钢。组成高温合金研究室,有近50名科技人 员参加,全厂形成了包括各个专业人员参加的近百人组成的新材料试制网,广泛开展攻关工 作。八大类钢中共投试440项新产品,其中高温合金新材料309项。试制成功转入批量生产的 417项,其中高温合金材料207项。此外,还为国家研制了一批重点工程用材料,如歼击机发 动机材料,核反应堆壳体材料,舰船用大规格方坯件,801工程用不锈钢锻件,“405”及“ 1205”专案用新型材料等。
    1966—1976年,规章制度被取消,管理工作松弛,科研工作受阻,新产品试制工作无章 可循,产品质量差。这一时期,根据国家要求,以立足我国资源为主,搞代用钢的研究。重 点研制了硅锰钼钒无铬轴承钢、高温轴承钢及铬锰钼硅等无镍代用钢,硼系钢种也列入了试 制范畴。当时,国家提出了81个新钢种,齐齐哈尔钢厂与有关研究单位联合试制成功的有27 个,独立研制的有17个。这些代用钢品种由于存在不同程度的质量问题,用户意见较大,多 数已被淘汰。此外为核潜艇试制新材料83项147种规格,计1107吨。其中包括高压泵体、核反 应堆壳体、中间试验用压力壳体、潜望镜桅杆用双金属大型不锈钢管等。试制数量虽多,但 部分产品中存在着较大质量问题,如尺寸不合格、内外裂纹及性能不合等,对此用户反映较 大,以致一些质量问题延续处理多年。轰炸机用851涡轮盘在全国攻关组的协助下,试制工作 也取得一定进展,但由于管理不严,操作不精,时有漏检产品发往用户,以致造成62835Ⅱ级 盘件产品在飞机制造厂试验台发生了爆炸,造成很大损失。“文化大革命”后期,工厂进行 恢复性整顿,落实知识分子政策,正式成立了研究室,并组建了8个关键品种质量攻关队,试 制成功了一批新产品。1973年全厂共接受国家下达新产品试制任务133项,1295.5吨,经过 全厂职工和科技人员共同努力,第一次全面地,百分之百地完成了计划,受到国家表扬。19 74—1976年,还独创研制成功GH33A歼击机用发动机涡轮盘高温合金,改进并大量供应了851 涡轮盘产品,研制成电渣炮钢,715高强度炮钢,924高强度不锈钢,试制成钛合金TA7、TC4 等。
    粉碎江青反革命集团以后,在“调整、改革、整顿、提高”的方针指引下,新产品试制 工作出现了新的局面。这一时期的特点是在承担钢种开发研究的同时,开展了工艺研究,进 一步改善产品质量。例如,通过深入研究改进工艺,使851涡轮盘寿命由600小时提高到800— 1200小时,达到国际水平;采用加入稀土元素提高了S20A深冲弹钢的冲击韧性约3倍;采用喷 粉等炉外精炼新技术使轴承钢耐疲劳寿命提高约3倍;试制成功利用喷粉炉外精炼代替电渣工 艺生产火炮钢;采用CAB吹氩及三位一体保护浇铸新工艺提高了钢材质量和成材率等。同期, 为国家重点工程新型歼击机、708大型客机、新型轰炸机、斯贝发动机、潜艇、军舰、核反应 堆、人造水晶等,共试制成功新产品654项,重点新型钢种12个,转入批量生产的新钢种41个 。同时又根据国家的安排,开展了许多新的专项工程用冶金新材料的科研与试制攻关,如“ 331”工程、“东风五号”、“巨浪1号”以及“4400”工程等。使许多靠进口的钢材首先在 齐齐哈尔钢厂试制成功,在国家重点国防尖端工程和国民经济建设中发挥了重要作用。
    一、炮钢的研究与试制
    1957—1985年,齐齐哈尔钢厂为兵器工业部共试制13种类型、14种口径、28个型号的火 炮用钢。研制新钢种14个,用于制造火炮的4种,填补了我国火炮用钢的空白。火炮钢的研究 与试制主要经历了以下几个过程:
    1957—1959年,主要是采用苏联标准及工艺进行仿制,试制成功15种不同型号的炮管用 坯和60多种主要配件。采用碱性平炉与酸性平炉双联工艺炼制的22吨至26吨大型钢锭,直接 锻造130、152及240毫米等三种大口径炮管的新工艺取得成功。采用国产材料制造坦克炮、高 射炮和两种大口径加农炮装备了部队。
    70年代,火炮钢材的试制和生产进行了三次重大工艺技术改革。因为仿效苏联50年代工 艺生产炮钢,其工艺复杂,生产成本高,效率低。第一次工艺技术改革是在1973—1974年, 平炉冶炼火炮钢由烧煤气改烧重油,经过一年多试炼,钢的各项性能与煤气炼钢工艺水平相 同,但经济效果显著,主要是缩短了冶炼时间,降低了成本。同时还改革了铸锭工艺,将上 注8.3吨锭型改为下注5.8吨锭型,使成材率提高3%,炮钢合格率达到100%。第二次改进, 即采用国际上先进的电渣重熔冶炼工艺试制152毫米加榴火炮身管,提高了产品的强度级别和 质量。1974年10月兵器工业部和冶金工业部正式批准《电渣重熔锻制××式152加榴炮管毛坯 工艺定型》。电渣重熔生产炮管工艺路线的确定,为酸性平炉改为碱性平炉提供了可靠的依 据。1979年初,根据对越南自卫反击战的需要,齐齐哈尔钢厂接受了转产130毫米加农炮炮管 的任务,钢种改为炮铬镍3钼钒高,采用电渣重熔工艺取得试产成功。当时国内采用电渣重熔 工艺生产炮钢系齐齐哈尔钢厂首创,并为兵器工业部提供了生产大口径厚壁炮管全套技术。 第三次火炮生产工艺改进是从80年代开始的,1981年齐齐哈尔钢厂由瑞典引进了“SL”钢包 喷粉全套设备和技术,使炮钢生产工艺又出现了新的突破。1982年、1983年先后两批采用电 弧炉冶炼后进行“sL”喷粉新工艺试制130毫米加农炮身管用钢;1985年制成炮管,通过大型 靶试,取得良好效果。冶金质量、综合机械性能达到当代美国175毫米加农炮管的水平。198 3年,齐齐哈尔钢厂生产的130炮管材料荣获国家金牌奖。
    (一)无镍代用炮钢的试制
    1958年,齐齐哈尔钢厂与冶金部钢铁研究总院共同试制无镍代用炮钢,提出K200、K209 两个钢号,1960年又提出“70”钢系新品种。1962年冶金工业部召开“70”钢工作会议后至 1973年,齐齐哈尔钢厂对701、702、703、704、705、706、707、709、714、715、720及103 等12个新钢种的理化组织及冶炼、锻造、热处理工艺性能都作了详细研究,其中702钢列为研 究试制的重点。它是在K208钢的基础上经过调整元素含量,加入稀土合金元素过渡到701钢种 后衍生出来的。研究试制工作共冶炼6批23炉,用在100毫米口径坦克炮上。经用户靶试鉴定 ,其各项性能均满足要求。但在冶炼中工艺不稳定,钢中非金属夹杂物比较严重。因此,改 在K209钢号的基础上设计了702钢号,1961年试炼5炉,锻成85毫米口径加农炮身管坯9支,炮 尾、闩体及连接筒各8个。制成炮后,在进行千发寿命靶试时,达到1326发,各项性能均满足 要求。后来又进行四次调整成分冶炼试验,经过鉴定和比较,初步确认702钢是12个无镍代用 炮钢中最好的一个钢种。70年代初无镍代用钢全部停试,702钢纳入国家技术储备。
    (二)高强度炮钢的研制
    1971年国家对炮钢提出了高强度的要求。强度级别为P105、P115,均超过冶金部标准YB 475—64。当时国家确立了“720”和“715”两个研究课题。国防科委、五机部52研究所与齐 齐哈尔钢厂共同承担了P105级的“720”课题,提出了新钢种,在齐齐哈尔钢厂进行了4轮共 14支炮管毛坯的冶炼、加工工业性试验,制成品经装在100毫米口径滑膛炮上试验,结果表明 ,此钢种与齐齐哈尔钢厂单独研制的原炮钢都达到课题目标要求,但原炮钢的回火脆性指标 略高于新钢种。
    P115级的715课题由齐齐哈尔钢厂与冶金工业部钢铁研究总院共同承担,选用另一新钢种 。经过试验,其理化性能指标均达到课题要求,1977年用于制造2支200毫米口径(模拟400毫 米口径)反导弹导弹的发射筒,经全面质量检验,其性能良好,于1985年在青岛通过了正式 鉴定。
    二、电站设备用钢的研制
    1957—1978年,齐齐哈尔钢厂为汽轮机、发电机、燃气轮机等10多个制造厂家试制了一 大批新产品。其中用于火力发电、水力发电及核电站立体发电设备的大型锻件基本上是由齐 齐哈尔钢厂首先试制成功,并陆续转入批量生产。20年多年来,共试制锻材、锻件145个规格 ,1259件;冷拔材两个规格44吨。
    1958年,齐齐哈尔钢厂根据全国各大型电站的建设需要,先后承担了发电机、汽轮机制 造用大型锻件的试制任务。其中发电设备74套,汽轮机设备32套,这是齐齐哈尔钢厂试制的 第一批电站用产品,于1959年底全部完成。试制初期基本是依据苏联技术标准,但在选择材 质和生产工艺方面均有大胆的突破。
    1958年,齐齐哈尔钢厂在民主德国著名冶金专家孔歇尔教授的具体帮助和指导下,研制 成了5种铬锰钼型新钢种。主要有:34铬钼高、30铬钼钒9、24铬钼钒、40锰铬72、34铬铝铝 。新钢号的理化性能指标完全达到原引进苏联镍铬钢种水平,并很快应用于生产。为国家节 约了大量进口镍板,仅1958年生产的电站用钢就节约镍120吨,经济效果显著。
    在工艺方面,用苏联的镍铬型奥氏体钢Зи503,冷变形工艺生产护环,要求在9000吨级 以上水压机上完成,而当时我国及齐齐哈尔钢厂水压机能力最大只有3000吨。在这种情况下 ,为完成有较大技术难度的护环件试制任务,民主德国专家又提出一个新的工艺,采用40锰 铬72钢种,冶炼时加入时效硬化元素钒、钛、钨等,并在其具体指导下,又采用不同半热变 型工艺方法,在3000吨水压机上锻造护环成功。
    从1960年起,电站用钢及锻件又扩大了试验,增加了4个型号的燃气轮机和2个型号的发 电机用锻件任务。试验均圆满完成。
    1974年开始为核电站工程试制2项38吨产品。一项是为上海钢研所试制18锰钼铌改型的3 个钢号,用于制作核反应堆壳体,计8件。经两轮试验结果和3个钢号模拟对比数据,最后选 定S271钢号(系美国钢号)作为核反应堆壳体的使用钢号。另一项是18铬2镍4钨高钢制作核 电站工程用主螺栓,试制成直径180和200毫米棒材各1吨。
    1978年为上海电机厂和哈尔滨电机厂试制两种规格的冷拔材44吨,用于10万、20万、30 万、60万千瓦水电站的部件制造。
    通过对火力、水力及核电站所需要的冶金锻件、冷拔材等新产品的试制,积累了宝贵经 验,使齐齐哈尔钢厂能够生产航空、航海、铁路机车、发电等各种燃气轮机、发电机等用的 新型材料。
    三、滚珠轴承钢的研制
    1957—1985年,齐齐哈尔钢厂在滚珠轴承钢的研制方面做了大量工作,完成了10个较大 研究课题,试制成功26个钢号,96种规格钢材,改进了3项大的生产工艺。
    1957年至1966年完成了高温轴承钢M50和20铬2锰硅钢试制,石墨钢Эи366的研制;常状 组织攻关;轴承圈改用20铬2锰2硅钼高和18铬2锰2钼钛硼品种试验;航空轴承钢空滚铬15的 试制;扁锭的试制及点状攻关5个课题。同时试制成功滚铬6、滚铬9硅锰、滚铬15、滚铬15硅 锰、特滚铬15、军滚铬15、甲滚铬9、甲滚铬15、特滚铬15硅锰、军滚铬15硅锰等11个高碳钢 号。
    1967—1970年,完成无铬轴承钢ZG1、ZG2和农用轴承钢滚硅锰稀土2个课题研究任务,并 经过鉴定列入冶金工业部标准。
    1977—1985年,齐齐哈尔钢厂又研制成功中碳轴承钢8滚铬15、航空精密轴承钢空滚铬1 5和甲滚铬15等3个新钢种,并试制出一批钢材,满足了用户的需要。
    1978年9月,齐齐哈尔钢厂对轴承钢点状夹杂的属性做了深入细致地科学研究。先后对2 0炉钢,80个试样做了金相、岩相、X光结构分析、电解夹杂分析,并与北京钢铁研究总院以 及430厂联合做了电子探针和扫描鉴定,进一步搞清了点状夹杂的属性,为改进工艺奠定了基 础和创造了条件。
    轴承钢生产3项重大工艺改进:
    一是首创白渣法冶炼轴承钢。1962年前,电炉冶炼轴承钢采用传流的电石渣和花白渣旧 工艺,钢的内在质量较差。1962年齐齐哈尔钢厂首创白渣法冶炼轴承钢成功。这一工艺有效 地降低了钢中夹杂物含量,提高了钢的纯洁度。
    二是电渣重熔法冶炼轴承钢。1963年针对军甲轴承钢质量要求高的情况,在试制中采用 了单相电渣炉重熔工艺生产断面为250毫米的方形750公斤锭,成材后检验,完全满足技术指 标要求。从而形成了一个新的电渣法生产轴承钢工艺路线,把轴承钢生产提高到一个新的水 平。
    三是炉外精炼轴承钢。1980年采用钢包吹氩新工艺,精炼轴承钢;1982年采用“SL”喷 吹新工艺冶炼轴承钢,大幅度降低钢中含氧量,减少非金属夹杂物,轴承钢质量又有显著提 高。1982年,齐齐哈尔钢厂承担了国家下达“喷射冶金在钢中应用技术开发研究”和“采用 新工艺提高轴承钢冷拔材质量”2项攻关课题。在北京钢铁研究总院、北京钢铁学院、东北工 学院、东北重机学院等单位协作下,完成了轴承钢喷粉工艺研究,轧后快冷技术研究,连续 可控气氛退火工艺研究,及短应力线“LB”平立辊轧机的设计和研制,形成了一整套轴承钢 冷拔材生产工艺路线,产品质量达到国际水平。1985年9月和12月通过国家鉴定转入生产。
    四、冷轧辊和半钢轧辊用钢及产品研制
    1960年以前,国内不能生产冷轧辊,主要靠从苏联进口,自苏联撕毁合同停止供货后, 1961年国家将试制冷轧辊任务下达给齐齐哈尔钢厂,并签订了首批试制合同,共10个规格, 214.26吨,到1963年底全部试制成功并投产。研制成的9铬2钼、9铬2钨、9铬2和9铬2铝钒等 轧辊用钢,使9铬2系列轧辊立足于国内生产,填补了国家冷轧辊生产的空白。在研制过程中 还解决了整体淬火技术难题。
    (一)武汉钢铁公司引进1700毫米冷轧机冷轧辊用钢及产品的研制
    1977年国家曾组织由一机部重型机器厂等单位参加的武钢引进1700毫米冷轧机工作辊试 制攻关组,先后采用钢包精炼、电渣重熔等方法试制,直到1979年底,都因炼钢质量不过关 ,而未能试制出合格轧辊坯。1979年12月,国家向齐齐哈尔钢厂下达了1700毫米冷轧辊用钢 及产品的研制任务。研制工作首先采用了电弧炉—电渣炉冶炼工艺路线,试制86铬铝钒7钢的 辊径610毫米、辊身长1700毫米冷轧机工作辊,毛坯重8吨。首批24支是在联邦德国引进的10 吨电渣炉上完成的,内有18支经水压机锻造及立式炉调质处理交货,另外6支毛坯状态交货。 1980年由邢台冶金机械厂加工,经终处理制成工作辊,检验质量已达到联邦德国产冷轧辊水 平。这次首试成功为以后扩大试验奠定了基础。1983年在第一轮试制成功的基础上,又采用 了新的工艺,分别在碱性平炉和电弧炉冶炼后再经“SL”钢包喷粉精炼处理生产电渣炉电极 料,经电渣重熔后,送水压机锻造和粗加工、调质状态交货,共试制出合格的辊径610毫米、 辊身长1700毫米冷轧辊92支,辊径610毫米、辊身长1420毫米冷轧辊23支,辊径660毫米、辊 身长1700毫米冷轧辊15支,共计130支。1983年11月冶金工业部组织常州冶金机械厂、衡阳冶 金机械厂、邢台冶金机械厂、武汉钢铁公司冷轧厂、北京钢铁研究总院等单位参加的1700冷 轧辊质量评议会,对齐齐哈尔钢厂试制和提供的冷轧辊毛坯做了全面的检验分析,其检验结 果与现场使用情况等指标,均达到联邦德国名牌产品水平。同年国家科委下达“提高武钢17 00冷轧辊质量,达到联邦德国同类产品水平”的课题。经过质量攻关,取得良好效果。实际 使用辊耗降到轧制每吨钢材消耗0.46公斤和0.41公斤(联邦德国辊耗为0.66公斤),每支 辊轧制钢材量达到3.7万吨,超过联邦德国辊的轧制量(3.4万吨),全面满足了用户使用 要求。为国家每年节省外汇240多万美元。1985年通过国家科委和冶金工业部鉴定,并分别获 黑龙江省、冶金工业部科技进步奖。
    (二)宝山钢铁总厂引进日本连轧机用锻造半钢、锻造白口铁轧辊的研制
    锻造半钢轧辊是70年代初兴起的新型轧辊。1983年国家科委和冶金工业部下达“宝钢初 轧厂钢坯连轧机锻造半钢、白口铁轧辊”的课题,由齐齐哈尔钢厂和北京钢铁研究总院两单 位承担,宝钢参加。齐齐哈尔钢厂组成攻关组进行技术攻关。锻造半钢轧辊对冶炼成分要求 严格,尤其对有害元素(磷、硫、铅、锡、砷、硅、铋、锌、铜)要求很低,材质变形温度 狭窄,锻造成型困难,热处理工艺复杂,生产难度大。轧辊本身须具有抗热裂性,耐磨性好 及使用寿命长等特点(寿命比铸铁及合金钢轧辊高出4.5倍)。试前做了大量技术研究和技 术准备工作,齐齐哈尔钢厂锻压分厂制造了喷雾淬火机床、“V”型钻子,修造分厂安装了6 米磨床。1984年进行中间产品试制,锻造出4支直径500毫米轧辊,在粗轧机上试轧,并作解 剖检验。经过3年时间,终于在1985年试制出符合技术要求的直径800毫米、长3000毫米半钢 成品轧辊。经国家组织鉴定,确认本课题达到攻关目标要求。产品填补了国内空白,为第七 个五年计划期间批量生产奠定基础。1985年获冶金工业部科技进步奖。
    五、不锈钢新产品的研制
    针对国内需求,齐齐哈尔钢厂在不锈钢品种开发中做了大量研究工作。从1960年开始, 试制钢号逐年增多,品种规格不断扩大,到1985年止,已试制成功并转入批量生产的有58个 钢种,包括热轧材、冷拔材、锻材、异型材、铸件、锻造管坯、板坯、环件、异型件等190余 种规格。
    1965年前,研制成不锈耐酸钢和耐热不起皮钢种47个,主要有1铬18镍9钛、2铬13、铬5 钼、1铬21镍5钛、铬18镍11、铬17镍2、铬18镍2铝3钛等。
    1969年以后,开展了二氧化碳压缩机锻件用钢FV520B1、制药机离心转鼓锻件用钢、造纸 用磨盘机锻件用钢0铬15镍7锰2高、924高强无磁不锈钢棒、汽车阀门钢21—4N冷拔材、铬23 镍8轧环、0铬18镍12钼2钛,0铬18镍12铝3钛、Эи69冷拔材、9铬18冷拔材、A4钢锻件、21 —6—9超导材料等13项新产品的试制。同时,还完成了“斯贝”工程用S/S、S80、S/ST2冷 拔异型材及Эи69钢渗氮剥落等课题的研究。其主要成果:
    (一)1铬18镍9钛不锈钢锻件的试制
    1960年在水压机上试制成功1铬18镍9钛不锈钢大型板坯,其规格为长2500毫米、宽700毫 米、厚250毫米。1962年、1963年试制成功电影胶片板坯用钢铬18镍12钼3钛和AK28,制成环 形锻件,计6种规格30件、42吨合格产品。1964年为“801”工程试锻成15种规格长条件。19 70年为核潜艇试制1铬18镍9钛与铬18镍11双金属潜望镜管及管道和左右泵体。
    (二)铬17镍2钢的研制
    此种钢属于铁素体和马氏体双相不锈钢,具有较高的强度和良好的耐腐蚀性。是化工机 械、航空、航海等部门广泛应用的重要材料之一。1964年前即开展研制工作,因试制难度大 ,长期以来对表面开裂问题没有解决。后经科技人员深入研究和反复试验,终于摸索出铬、 镍元素的当量比值与钢坯表面裂纹的相关系数和最佳热处理工艺,研制获得成功。1975年为 哈尔滨电机厂制造多种规格的电机转子,并为461厂试制直径300毫米、长度大于4米的船用轴 材。1977年为辽阳制药厂试制直径500毫米圆环件和直径600毫米的圆饼均获成功。
    (三)化工设备用铬17锰14铝2氮钢的研制
    1964年,齐齐哈尔钢厂开始研制铬17锰14钼2氮钢。该钢种是我国自行设计的铬锰氮系无 镍不锈钢,属于奥氏体和铁素体的双相钢,主要用于尿素设备制造。试验结果表明,该钢种 耐尿素腐蚀性能优于1铬18镍9钛、铬18镍2钼3钛及铬18锰8镍5钼3氮等钢号。在试制过程中, 突破了冶炼工艺难关,除保证氮含量在规定范围内,并摸索出了其他元素的合理规范,稳定 了钢中铁素体含量,同时摸清了合理的热加工工艺参数,解决了热塑性变形时出现的劈裂问 题,使试制获得成功。先后为泸州、兰州、南京等十几个化工厂提供了7个规格60余件40多吨 合格产品,满足化工设备制造的需要。
    (四)卫星用材料9铬18钢的研制
    该钢种是卫星用材料,1965年国家把9铬18钢的研制任务下达给齐齐哈尔钢厂。试验初期 曾发生轧制劈裂、缠辊、拉拔时表面裂、脆断等严重质量问题,到1972年再次组织攻关,经 对电弧炉、电渣炉、轧钢、冷拔及热处理等一系列主要工序的工艺改革,在大量参数择优对 比中,制订出一套稳定的生产工艺。1977年投试9铬18钢圆饼,4种产品8个规格,经用户鉴定 合格。为通讯卫星上天做出贡献,受到国防科委表彰奖励。
    1983年,在9铬18钢试制经验基础上,又制成高温轴承不锈耐热钢冷拔材新产品,试制中 采用真空感应炉冶炼、单项电渣炉重熔的冶炼新工艺,钢锭经两次开坯加大变形量,使钢的 非金属夹杂物和碳化物不均匀性达到技术要求,被应用在通讯卫星上。
    (五)核潜艇用钢的研制
    1972年,国防科工委下达研制核潜艇雷达桅杆、潜望镜管、天线装置用钢等研究课题, 齐齐哈尔钢厂设计出铬锰镍氮系列节镍钢种,通过对钢的化学成份探索,在试验室内进行综 合项目模拟测试及海洋挂牌试验,不但找到了冶炼、热加工、热处理等合理的工艺制度、规 程,并试制出多种规格的管坯产品,向下道工序提供了试轧毛料。1975年至1977年又试锻成 直径925毫米、358毫米等大规格长管及热轧管坯等6种规格产品,用于雷达桅杆装艇。核潜艇 用钢研制成功,使不锈钢管材的强度级别提高1倍,该钢种具有低磁、耐海水腐蚀及良好的热 加工性能和焊接性能。1983年正式通过鉴定,获冶金工业部重大科技成果奖。
    (六)石油裂化炉用铬5钼钢的研制
    1972年齐齐哈尔钢厂开始研制铬5钼钢。在试制过程中曾发生低倍网裂严重的质量问题, 并因晶间裂纹出现过全炉报废。针对研制中出现晶间裂纹问题,从鉴别缺陷性质入手,先后 同中国科学院金属研究所及鞍钢无缝钢管厂合作,通过试验室研究和现场穿管试验,找出了 晶裂的实质是偏析带上硫化物及碳化物优先溶解于酸中所留下的腐蚀沟,是在低倍酸浸试验 中形成的“缺陷”,不属于晶间裂纹缺陷,对产品穿管加工及性能均无影响。试制的直径90 毫米、130毫米圆棒经用户使用,各项性能指标符合要求,并投入批量生产。
    (七)内燃柴油机用4铬9硅2钢的研制
    1970年齐齐哈尔钢厂承担了内燃柴油机用4铬9硅2钢的研制。初期发生钢坯裂纹、横断、 拉拔脆断以及出现晶粒粗大等质量问题。1974年冶金工业部两次组织全国有关单位协同攻关 ,经过3年努力,于1977年采用控温轧制及煮碱等工艺措施,比较成功地解决了存在问题,使 该钢种冷拔材的成材率由62%提高到82%以上。该项工艺措施在全国同行业中得到推广。
    (八)“斯贝”发动机用钢的研制
    1978年国家向齐齐哈尔钢厂下达了“斯贝”专案工程用料试制任务。经过1年摸索,1次 试制成功S/S、S80钢圆棒、六角、扁形、半圆形等60多种规格的钢材。1979年试制成S/S直 径80—200毫米棒材。经用户按英国标准进行检验,确认合格,通过装机试验证明各项性能均 满足技术要求。
    (九)导弹用易切削不锈钢的研制
    1978年齐齐哈尔钢厂接受国家下达的导弹专案工程用料试制任务。该钢种是苏联的Эи 474钢号,在中国尚属首次试炼。经2年研制,制成直径7—14毫米5种规格热轧材和直径30毫 米轧材,经使用厂家复验及制造导弹零件试用,质量完全符合技术要求,受到国防科委奖励 。
    (十)阀门钢21—4N冷拔材试制
    1981年齐齐哈尔钢厂承担试制大马力高速柴油内燃机阀门用新材料,这一钢种属于节镍 型耐热不锈钢,合金元素较多,含氮量高,碳化物组织多,高温变形量大,热变形温度范围 窄,冷加工硬化敏感,是耐热不锈钢品种中硬度较高的钢种。试制中选用了电渣重熔工艺, 用250毫米方钢锭,经轧制、冷拔、磨光处理,试制出合格产品,满足了使用要求。
    (十一)航空发动机排气阀门用Эи69钢冷拔材试制
    Эи69钢冷拔材是制造航空发动机排气阀门的主要材料,表面质量要求非常严格,试制 中表面裂纹缺陷严重。经采取提高冷拔材坯料表面质量以及拔后矫直抛光研磨等工艺措施, 解决了表面裂纹的缺陷。1983年合格率已达100%。
    六、合金结构钢的研制
    齐齐哈尔钢广自1957年投产以来,先后承担了各种用途合金结构钢及产品的研制任务。 先后试制成功的有曲轴钢、高压釜用钢、芯棒、石油钻铤、抽油杆、航空结构钢、高强度结 构钢、农机结构钢等品种共135个,其中高强度、超高强度钢22个,并全部投产。试制产品包 括热轧、冷拔、热处理棒材和异型材、铸钢件、锻造棒、圆饼、管材、环件等不同形状产品 约700多个规格。其主要成果如下:
    (一)坦克曲轴钢的研制
    1963年,齐齐哈尔钢厂承担兵器工业部布置的试制18铬2镍4钨高钢的任务。该钢种是坦 克高速柴油机曲轴用钢,过去靠进口。齐齐哈尔钢厂科技人员克服国外进行技术封锁的困难 ,经1年努力研制成功。用户检验和试车考核确认质量达到苏联同类产品水平,经冶金工业部 和兵器工业部鉴定转入批量生产。1978年获全国科学大会奖。
    (二)航空结构钢及产品研制
    60年代初,齐齐哈尔钢厂开始承担航空结构钢的研制任务。1973年建立正式标准。完成 试制的重点钢号有:38铬高、40铬镍钼高、12铬2镍4高、20铬2镍4高、38铬钼高、30铬锰硅 高、30铬锰硅镍2钼高等高级优质合金结构钢。产品主要是棒材和周期轧制异型锻件。1975年 又试制歼击机机翼主梁,并经鉴定转产。
    (三)高强度结构钢的研制
    齐齐哈尔钢厂于1965年开始承担国家下达的高强度合金结构钢研制任务。经10年时间, 研制成645、32硅锰钼钒、406、929、GC—4、D6AC等6个钢种。32铬锰钼钒钢于1978年正式鉴 定转产。929钢经多次试验基本成功,作为工厂技术储备。406钢新产品于1969年开始试制, 产品用于火箭发动机、卫星及09工程用锻造环件等,1975年试制成功用于国防工程上。1982 年获国防科委成果奖。
    GC—4钢1969年开始试制,主要有5种规格锻材,共试制70吨,其中有10吨为电渣钢。19 79年开始大批量试制,全年试成270多吨,均为电渣钢。GC—4钢由于研制指标均选自小规格 ,应用于歼击机起落架。尔后,根据航空部要求扩大使用于新的歼击机时,又试制大规格( 直径300毫米以上)时,出现冲击韧性不合格,为此又多次组织攻关,几经改变成份和工艺都 未取得成效,钢材成品率低,由于暂时无其它钢种可代替,为向用户提供产品只能从中挑选 使用,故此企业经济效益较低。
    D6AC钢是仿制国外钢种,产品锻成直径大于1米的环形锻件和110×820×1820毫米板坯、 旋压管坯和440毫米方锻件。1980年试制成功,同年获冶金工业部和国防科委科技成果奖。
    (四)高压釜用钢的研制
    1971年齐齐哈尔钢厂承担了冶金工业部下达的高压釜用钢的研制任务,钢号为43铬镍2钼 钒高,共进行了两轮试验,试制成两种规格的锻件80支,填补了国家空白。
    (五)芯棒钢的研制
    1972年齐齐哈尔钢厂选用42铬钼钢为成都无缝钢管厂试制穿管顶芯用圆钢及毛坯,两种 规格50支,全部合格。经鉴定后转产,形成千吨生产能力。1982年根据用户要求将该产品改 为粗加工调质处理交货。为此,研究成功“双液七步淬火法”芯棒热处理工艺,获黑龙江省 1983年优秀科技成果奖。
    (六)农机用结构钢研制
    1971年齐齐哈尔钢厂首试成功低淬透性拖拉机齿轮用钢55DTi、60DTi、70DTi3个钢种, 1978年经国家经济委员会鉴定转入批量生产,并列为国家重点节能钢种,在全国推广。1978 年获全国科学大会奖;1980、1981年先后被评为黑龙江省、冶金工业部优质产品。1974年根 据农机部要求,研制成功8Mn2Ti和12TiXt两个钢种,用于制造犁铧。
    (七)刮刀钢的研制
    1975年,齐齐哈尔钢厂承担胜利油田委托的科研项目,试制刮刀钢。首试设计了5个成份 ,经试验都不理想。1977年又重新调整成份,经测试最后选定了25SiMn2MoVXt为刮刀钢最佳 钢种。1977年及1979年分别在电弧炉炼钢,并轧制成直径100毫米钢材和锻成直径200毫米钢 材,送胜利油田和大港油田试用。在一年的应用试验中,胜利油田用该材料制成的刮刀钻头 3次创出单支钻头进尺的国内最高记录。该钻头先后在日本和美国展出。刮刀钢1984年获黑龙 江省优秀科技成果三等奖。
    (八)石油钻挺用钢的研制
    1978年,齐齐哈尔钢厂承担了国家下达的石油钻铤用钢材试制任务。试制中选用了3个钢 种并进行了对比试验,最后选定用42铬铝钢制作石油钻铤。1981年试制出30支钻铤。经检验 测试性能达到美国4140和4145钢的API(美国石油学会)标准。1982年经鉴定转入批量生产, 1983年获黑龙江省、冶金工业部优质产品称号。
    (九)抽油杆用钢及产品研制
    1980年齐齐哈尔钢厂研制成功35锰2抽油杆用钢,制成4种规格钢材。批量生产后,由抽 油杆加工厂加工成抽油杆产品出口美国,1982年4月获得美国石油协会准予使用API钢印的权 力。1982年齐齐哈尔钢厂昂昂溪机电分厂完成了抽油杆产品的试制,并形成了一条生产线。 1983年通过鉴定正式投产。抽油杆用钢1983、1984、1985年分别获黑龙江省、冶金工业部优 质产品和国家银牌奖,并于1985年获黑龙江省科技进步奖。
    七、飞机、导弹用高温合金及盘件的研制
    1960年下半年,面对苏联的技术封锁,齐齐哈尔钢厂根据国家安排作为高温合金材料生 产基地,新产品研制工作重点转到高温合金研制上,研究工作从模拟苏联钢号开始。1961年 组成高温合金研究室,全厂还组织近50名科研人员及各专业100余人参加的新材料试制网,广 泛开展攻关。同年末,试炼并轧制成功GH34、GH33、GH36、GH30、GH38及铬23镍18等6种高温 合金、8种规格计73.32吨材。1962年又试制成功GH34、GH30、GH33、B35(Зи395)4个牌 号11种规格型材215.32吨。GH34涡轮盘毛坯经制成产品装飞机试车,确定合格投入批量生产 。
    1963年电弧炉采用返回吹氧法冶炼GH30、GH33成功。同时试制的Эи787及新1号铸筒也 获成功。1962年试制的GH33棒材及GH36小圆饼在1963年经装机试车合格,GH36冷拔材也首试 成功。同年,又采用离心浇注工艺试制成功Зи787合金增压涡轮。
    1964年试制GH37,采用电渣锭直接开坯工艺成功;GH39、GH151合金采用真空感应炉冶炼 再经电渣炉重熔工艺冶炼及钢锭直接轧材成功。另外试制成16一25—6、A—286等钢种,用于 制造导弹用涡轮盘和反应堆弹簧垫圈。
    1964年至1967年研制成功12种牌号高温合金并投入试生产,生产61个品种规格、计666. 08吨产品。1968年因“文化大革命”干扰,试制人员队伍解散,试制工作陷于停滞。1971年 齐齐哈尔钢厂又成立研究室,初步恢复了高温合金研制工作。从1971年冬到1983年底,先后 承担了国家下达的GH714、GH33、GH984、GH132、GH34、GH36、GH38A、GH33A、GH36A、GH33 C、钛合金(TC4、TA3、TA5、TA7)及Эи961等16种高温合金材料的研制项目。1972年在研 制GH33合金的过程中,结合苏、美等国高温合金的技术信息,在GH33化学成分的基础上添加 适量的微量元素创制GH33A新型合金,在总工程师王忠信主持下,经过大量试验,10月第一炉 GH33A合金冶炼成功。1973年试制出两套(即I、Ⅱ、Ⅲ级)新型歼击机用涡轮盘。首批试制 盘件于1976年通过长期试车定型,满足新型歼击机用I、Ⅱ级涡轮盘件设计使用寿命的要求。 该合金及产品1978年获全国科学大会奖,1983年获国家发明二等奖。
    1973年试制成“851”涡轮盘件及“708”工程用的GH132合金饼型锻环机匣2项新产品。 “851”盘件包括两个钢种6个规格7件产品,套重2.81吨。重点是GH36合金制造的3项产品。 首批盘件产品于1973年、1975年两次通过台案试车。1981年国家批准定型,获冶金工业部科 技成果奖和黑龙江省优质产品称号。“708”工程GH132合金机匣供装涡轮螺旋桨飞机使用。
    1985年齐齐哈尔钢厂已形成一定规模的GH33A盘件、“851”盘件生产线。
    八、弹钢新产品的研制
    齐齐哈尔钢厂弹钢材料的研制始于50年代末,1962年走上独立研制道路。20多年来,对 多种规格用途的药筒、弹头、引芯用钢等进行了系列的试验研究,研制成功20余个钢种,70 多个规格,为弹钢更新换代和大批量生产开创了局面。
    (一)敷铜扁钢的研制
    1958年齐齐哈尔钢厂科技人员参照苏联标准,结合碱性平炉特点,按镇静钢冶炼方法试 炼Π11、Γ18各2炉。此种钢质量要求高,检验项目多,冶炼难度大,经充分准备,首试告成 ,轧制成材合格率达98%以上,夹杂物小于3级。1964年又扩大规格品种,均是一次投试成功 。
    (二)深冲弹钢的研制
    自1962年到1965年在碱性平炉上试炼61炉S15A深冲弹钢,其中1962年1炉,1963年8炉, 1964年7炉,1965年45炉。试制中曾发生冲击韧性波动大,魏氏组织不合格的质量问题,质量 不过关。1965年成立弹钢攻关队,对冶炼方法做了系统研究,制定YB683—70新的弹钢标准。 1970年末又由齐齐哈尔钢厂、用户及兵器工业部和冶金工业部所属研究院、所共23个单位, 针对性能与魏氏组织两大难题组成联合攻关组,经3年反复试验研究攻克了难题。1982年齐齐 哈尔钢厂生产的S15A弹钢获国家银牌奖。
    1977年又进行了S20A加入微量稀土的试验,使钢的质量和性能明显提高,有效地控制了 钢中锰、硫夹杂物形态,低温冲击值提高了1倍。获得新的钢号S20AXt。1983年9月经兵器工 业部科技局、冶金工业部军工办鉴定转产。1984年获冶金工业部重大科技成果奖。
    深冲弹钢的研制成功,使药筒用材实现以钢代铜。仅据S15A产品统计,从1980年全面推 广应用以钢弹壳代替铜弹壳即为国家节省黄铜2万多吨,价值达6000万元。
    (三)弹头用钢的研制
    齐齐哈尔钢厂自1962年起共研制9个钢种。炮弹头用钢以D60为主。初试过程中曾发生弹 底打压漏水质量事故,经对产品鉴定分析,事故原因是未切净钢坯残余缩孔。1963年在冶金 工业部钢铁司主持下开展攻关,彻底解决了残余缩孔问题。1983年获冶金工业部优质产品称 号。
    (四)机枪用穿甲弹头T12A钢及冷拔材试制
    1963年齐齐哈尔钢厂冶炼成T12A钢,在试制冷拔材过程中解决了淬透性不合格的问题。 1964年经用户鉴定转产。T12A直径10.5、12.43毫米两种规格冷拔材1984年获黑龙江省优质 产品称号。
    (五)无铬炮弹头用钢的研制
    1964年齐齐哈尔钢厂承接了研制85曳光穿甲弹及100滑膛炮穿甲弹用钢的任务。为此设计 了60硅锰2铝钒钢种,试制中冶炼了8炉,制弹4000余发,作了9个项目的靶试,鉴定均一次合 格。与苏联的60铬钼钢相比,性能相似,但强度高、塑性低,生产工艺简单,成本低15%一2 0%,已转入批量生产。
    1963年齐齐哈尔钢厂承担30硼、35硼、40硼、30铬镍3高引芯用钢的研制任务。在试制中 解决了发纹等技术问题,1964年试制成功,1967年经兵器部鉴定转入批量生产。
    (六)火箭燃烧室用钢研制
    1981年齐齐哈尔钢厂承担兵器工业部和冶金工业部下达的火箭燃烧室用钢的试制任务。 设计了14锰镍钢种,当年完成了钢的冶炼试验,经轧制成直径130毫米棒材交货。试制中解决 了横向延伸率、晶粒度及表面裂纹等技术问题。1983年转产。1984年获黑龙江省优质产品称 号。
    九、工具、模具钢的研制
    齐齐哈尔钢厂于1957年开始试制工具、模具钢,截至1985年,已试制成功工具钢10个钢 种,模具钢19个钢种,并研制成功锻造模具钢棒材及70多个规格的模块,成为齐齐哈尔钢厂 的主要锻造产品之一。
    (一)工具钢及产品试制
    齐齐哈尔钢厂1957年开始冶炼特1钢和钨18铬4钒高速钢成功,用5吨锻锤锻成直径100毫 米棒材。经哈尔滨量具刃具厂制成拉刀和使用鉴定,确认达到奥地利生产的世界名牌产品的 水平。此后,又进行了特10高、特12高、铬锰、铬钨钼、铬12钼钒、9铬18钼钒、9硅铬、钨 18铬4钒、钨9铬4钒、M2等钢的试制。参照苏联“57I特”标准,为哈尔滨、成都、陕西三大 量具刃具厂试制了一批小规格热轧材、冷拔材及中型锻件。
    1964年齐齐哈尔钢厂5吨锻锤迁出以后,钨18铬4钒等高速钢停止试制,逐步扩大螺纹刀 具用9硅铬钢及冷拔材的试制,相继试成直径为20、26、32、39、46毫米等螺纹刀具钢产品。 到1979年又完成了直径60毫米冷拔材的试制。9硅铬钢属国内首创,冷拔材的各项技术性能指 标已达到国际先进水平,国家工具制造行业不再进口同类钢材。1982年9硅铬钢及冷拔材产品 获冶金工业部重大科技成果奖并评为优质产品。
    (二)模具钢及锻件产品研制
    齐齐哈尔钢厂自1959年起承担模具钢及其锻件产品的试制任务。首先研制成功的是铬12 钼钒钢及大型锻件。到1960年又先后试制成功3铬2钨8钒、9锰2钒、3钨4铬2钒、3钨4铬硅钒 、铬锰硅钼钒、5铬钼钒、5铬2锰钼、5铬镍钼、铬钨锰、9铬18、4铬12镍、8锰8钼钒铌、4铬 镍钼钒、30铬锰硅、3铬2钨钼钒镍及仿制日本钢号STK等钢种,有直径170—500毫米15种圆棒 材,断面边长250—1000毫米、长度300—2200毫米、单重0.2—1.5吨的模块。“文化大革 命”时期试制工作停止。1977—1985年,又继续承担冶金工业部下达新型模具钢研制任务。
    1.彩色电视显像管用玻璃壳模具钢的研制
    1980年齐齐哈尔钢厂承担了国家下达的彩色电视显像管用玻璃壳模具钢13铬铝钒及3个规 格锻件的试制任务,分别用于制作14时、18时、22时彩色电视显像管压制模具。于1982年完 成,代替了日本进口模具钢,填补了国内空白,为发展国家电视工业贡献一份力量。
    2.复合模块用钢的研制
    1981年齐齐哈尔钢厂承担了冶金工业部下达的试制40铬镍钼钒与30铬钼硅钢的复合模块 任务。研制采用电渣重熔铸型新工艺代替传流锻造成型工艺,共试制出2个规格双金属复合模 块80件。产品经长春第一汽车制造厂试用,各项性能均符合技术要求,填补了国家生产双金 属复合模块的空白。1984年通过鉴定,1985年获冶金工业部科技进步奖。
    3.机锻模具钢的研制
    1985年齐齐哈尔钢厂承担冶金工业部下达的机锻模具钢3铬2钨钼钒镍新型材料研制任务 。为满足汽车、拖拉机制造行业的需要,与长春第一汽车制造厂合作,在试制中解决了炼钢 工艺及锻造、热处理等技术问题,于1985年下半年试制出第一批产品。经鉴定该钢种及产品 具有较高的强度和良好的回火稳定性,可承受高温、耐冲击磨损和热腐蚀,其综合性能以及 使用寿命已赶上和超过号称世界王牌钢的日本BAC和YHD—3新材料,填补了国家热模具钢中的 一项空白。1985年经国家鉴定转入批量生产。并获黑龙江省、冶金工业部科技进步二等奖。
    十、铸钢件新产品的研制
    自1958年以来,齐齐哈尔钢厂先后为冶金、电力、核工业、兵器工业、船舶工业试制6种 铸钢新产品,主要钢种有:铸钢20铬铝钒、铸钢锰13、1铬18镍9钛、601及621等。
    (一)汽轮机汽罐壳体铸钢件
    1958年,齐齐哈尔钢厂冶炼铸钢20铬钼钒为哈尔滨汽轮机厂试制20万千瓦汽轮机汽罐上 下壳体各一件,重37.2吨,装机使用。
    (二)核反应堆壳体铸钢件
    1962年,齐齐哈尔钢厂冶炼成功新一号钢,为核反应堆壳体试制铸件34件,装在国产第 一台原子反应堆上。
    (三)坦克炮塔铸钢件
    1965年,齐齐哈尔钢厂与兵器工业部所属厂、所共同研制成功“621”无铬镍新钢种,并 建立坦克塔体(炮塔)铸钢生产线。坦克炮塔经靶试,完全达到技术要求,当即投入批量生 产。直到1979年止。
    (四)潜艇潜望镜铸钢件
    1976年,齐齐哈尔钢厂冶炼成功1铬18镍9钛不锈钢,试制成功潜艇用潜望镜帽和端盖各 4件。质量达到技术要求,转入批量生产。
    (五)“718”铸钢件
    1974—1976年,齐齐哈尔钢厂承担“718”工程专案任务,冶炼成402Z新钢种,试制成功 卡环铸造件10件重64吨,各项技术指标均符合标准。
    (六)采金船挖斗铸钢件
    1979年,齐齐哈尔钢厂根据冶金工业部黄金局要求,承担为国外引进的大型采金船制造 配套挖斗。当年组织冶炼、铸造等有关技术人员,参照国外技术信息资料,针对高锰钢特点 进行技术攻关。先后闯过冶炼、铸造、水韧处理三道难关,冶炼出铸钢锰13,试制出250升、 150升挖金斗。经黑河、珲春金矿局现场使用考核和检测,综合质量达到日本三菱制钢厂MSA 标准。其耐磨性及使用寿命与英国产的挖金斗相似。1980年获黑龙江省优秀科技成果三等奖 。