高性能硅钢是能源和先进制造等领域高质量发展的关键基础性材料,对清洁发电、特高压输电、高能效配电、新能源汽车等产业起至关重要的作用。我国在高端牌号及先进制造技术上长期受制于人,曾在重大工程建设中遭受美日西方国家联盟的恶意断供、大幅涨价等卡脖子行为。
建立超低损耗级取向硅钢技术路径:构建了二次再结晶取向选择动力学模型,揭示二次再结晶高斯织构发展过程的多因素耦合规律;创造性提出由单质析出相、化合物析出相及单质偏析元素构成的复合抑制剂体系,建立了偏析干预下抑制剂全生命周期行为模型;构建纳入取向偏差角分布的磁畴结构与磁致伸缩模型,提出取向硅钢磁畴结构与织构耦合优化设计方案;基于新型抑制剂体系、工艺流程和功能装备优化设计,提出实现高斯偏离角≤4.5°的多因素匹配窗口。
建立新能源车用无取向硅钢技术路径:阐明了再结晶织构的形变带和剪切带形成机制,突破无取向硅钢{100}织构强化的国际性难题;提出定向稳定性概念以评估取向相对于目标取向的旋转趋势,建立基于优化形变带形核环境的织构强化方法,为形变与再结晶织构的精准控制提供依据;开发出多元微合金化、常化冷轧复合控制和快速加热等织构综合调控技术,实现中高频工况下低铁损、高磁极化强度和高机械强度的有机统一。
研究成果为宝钢系列高端硅钢产品研制提供理论和关键技术支撑,10个牌号实现全球首发或达到世界同类产品最高水平,实现了我国硅钢技术全球引领,保障了关键核心材料自主可控,助力“碳达峰、碳中和”目标的实现。产品应用于世界唯一的电压等级最高、输电容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的±1100kV昌吉-古泉特高压直流等重大工程。特高压直流工程国内市场占有率98.7%,国内驱动电机市场占有率50%以上,批量出口欧美日等发达国家。研究成果获得2020年度国家科技进步二等奖和2022年度冶金科学技术一等奖。