序号 项目、课题名称 项目来源 级别 起讫时间 承担人 1 极致低碳钢铁长流程制造关键技术及应用

川藏铁路沿线地形地质和气候条件复杂，修建难度之大世所罕见。2020年11月8日，习近平总书记对川藏铁路开工建设作出重要指示，强调发扬“两路”精神和青藏铁路精神，高质量推进工程建设。张福成院士团队攻克了极端恶劣服役条件使用的铁路辙叉用钢制造技术难题，发明了高氮高锰高铬钢及其洁净冶炼、压力加工和热处理等全流程冶金技术，制造的辙叉的使用寿命过载量达到5亿吨以上。为川藏铁路建设国家战略性重大工程贡献了力

针对传统贝氏体钢轨钢合金含量高导致偏析严重、焊接难和性能不稳定等问题，张福成院士带领团队创新提出基于钢轨不同区域服役条件差异化构筑差异化微观结构的设计思路，耦合钢轨内冷速差异，实现超细贝氏体钢轨钢成分的素化。开发了合金总量为3wt%左右的素化超细贝氏体钢轨钢，以及钢的连铸偏析控制技术、夹杂物/基体界面低应力控制技术，以及超细珠光体/超细贝氏体梯度结构热加工制造技术，实现了钢轨钢的合金含量减少50

传统的超超高硬度钢主要为马氏体时效钢，合金总量高、成本高。张福成院士带领团队创新提出协同控制奥氏体动态再结晶与多阶相变行为获得微纳结构原理，充分发挥微观界面强化机制，实现低合金钢的超超高硬度和高韧性。开发了低合金钢微纳结构热加工技术，首次在低合金高碳钢实现超超高硬度HRC65-67，并兼具高韧性AK30-60J。阐明碳化物-纳米贝氏体基体间应力诱发交错分布微纳米孪晶马氏体（<10 nm厚）

开发了普通低碳钢升级高强度钢力学冶金关键技术，解决低碳钢合金成本高、性能稳定性差问题，通过对热轧过程中再结晶行为的合理控制，结合相变行为精准控制，在不增加合金和工艺成本的基础上，实现细晶强化和相变强化的协同，将Q235B升级为Q355B。技术成果在河钢成钢等企业实现工业化应用。

首创并常态化应用了“副枪+烟气”双模型转炉冶炼协同控制技术，极大缩减了冶炼成本和生产周期。首创了高强双相钢免钙处理和高效精炼渣协同控制技术，打破了国内外高铝钢连浇炉数的行业记录。基于低碳冶金流程的双相钢实现工业化量产，最大减碳量达42.7%，具有较低的屈强比和较高的加工硬化性能，烘烤硬化值35~80MPa，点焊与激光焊接性能良好，无室温时效等优点。技术成果已成功应用于唐钢DP780、DP980等

针对炼钢-连铸过程的夹杂物、保护渣、钢液流场及凝固质量等工艺管控的关键难点，综合利用各类分析检测及模拟仿真技术，深度解析夹杂物演变、连铸坯传热和钢液流动等行为的调控机理，优化工艺和设备设计，开发了冷轧深冲钢、低合金高强钢、特殊钢、中高碳钢等多系列钢种的夹杂物控制与无缺陷凝固技术。该技术先后获2010、2018年河北省科技进步一等奖，技术成果目前在唐钢、天钢、瑞丰、承钢、邯钢等二十余家企业应用。

开发了超高强塑积汽车用低合金含量CH钢制备技术，解决了第一代汽车钢强度-塑性协同性差、成形性差的问题，通过合金元素的精确控制和热处理工艺优化，实现CH钢的超高静态韧性控制：抗拉强度大于1000 MPa，总伸长率大于22%，强塑积超过23 GPa·%。

基于氧化物冶金的新理念，利用钢中超细均匀分布的氧化物夹杂，诱导晶内铁素体形核生长，形成交织互锁的组织结构，开发微氧源条件下的钢中夹杂物微细化、弥散化控制技术，攻克焊接热影响区低温韧性急剧下降的世界性难题，为企业新增利润6.19亿元（近3年）。成果可推广至高压容器钢、管线钢、高建钢等高附加值产品。该技术获2020年河北省科技进步一等奖，技术成果目前在首钢、唐钢中厚板、邯钢、舞钢等企业应用。

开发了优质冶金锯片用65Mn热轧带钢大批量稳定生产关键技术，解决高碳高强工具钢塑韧性缺陷、通卷性能不稳定和卷形质量等难以协同调控的难题，实现降本增效提升15~20%，为高碳高强工具钢高质量发展做出贡献。技术成果已在承钢、国丰等4家企业实现推广应用。

开发了基于“两相区形变淬火贝氏体等温合金元素配分与回火处理第二相选区析出/原子择位分布”的TMCP新工艺路径，制备出低合金超高强韧用钢，实现低碳低成本的合金元素优化设计、两相区合金元素配分控制技术和形变位错增殖促进元素富集技术集成。该技术对热加工关键技术进行精确控制，强塑积提高10%以上，适于河北省钢铁企业制造低成本海洋工程和舰船用钢。

开发了采用“低温度、短时间”的罩式退火新技术，防止锰元素向表面扩散富集，解决冷轧家电钢板镀层前的表面黄斑锈蚀问题。形成了一套钢基表面热浸镀55%Al-Zn-1.6Si合金镀层金属间化合物、锌花质量及其腐蚀性能之间关系的控制体系。建立了“镀锌板缺陷形貌特征-图谱体系-缺陷机理”模型，并开发了相应缺陷控制技术。技术成果在国丰等企业实现推广应用。

实验室共建单位河钢集团建立了高端LNG储罐用高锰钢全流程生产集成技术，实现了高锰钢产品的国内首发，并成功通过中国船级社高锰钢工厂认证，成为国内首家具备批量化生产IMO(国际海事组织)导则中最大厚度40mm钢板以及美国压力容器标准最大厚度63.5mm钢板能力的企业。

雾化粉体短流程增材制造工艺可快速生产复杂形状和结构金属部件，开发了高压雾化制备高性能合金粉体关键技术，研发了高压激光选区熔化增材制造装备，高压腔体气压超2.5MPa，制备了性能优异的随形冷却流道铣刀和医用骨植入物，为高端钢铁材料制造开拓了新路径。

开发了以绿电为能源的近零碳排电解冶铁新技术，可实现从铁矿粉一步到钢的超短流程绿色制备。以此工艺制备的高纯铁，纯度可达4N级。综合能耗较传统高炉工艺降低38%，碳排放降低了95%；较氢冶金能耗降低53%。这一制备技术将为河北省钢铁工业高质量发展和绿色化转型提供全新的技术路径。