由東北大學參與完成的“先進鐵素體不銹鋼制造技術與系列品種開發(fā)”項目獲得了2014年度國家科技進步二等獎，項目實現(xiàn)了鐵素體不銹鋼關鍵技術突破和生產裝備的大型化、規(guī)?；?、連續(xù)化、高效化，優(yōu)化了我國不銹鋼品種和消費結構，大量替代進口，對提升我國不銹鋼產業(yè)整體競爭力具有重要的戰(zhàn)略意義。以材料與冶金學院姜周華教授為代表的東北大學研究團隊參與完成了先進鐵素體不銹鋼生產線流程再造等項目核心工作，承擔了鐵素體不銹鋼高效精煉工藝技術開發(fā)和理論指導工作，同時對超鐵素體不銹鋼組織性能開展了系統(tǒng)研究，為整條生產線的順利打通奠定了堅實的基礎，也為鐵素體不銹鋼系列品種開發(fā)做出了重要貢獻。
與傳統(tǒng)奧氏體不銹鋼相比，鐵素體不銹鋼只含有少量甚至不含鎳，節(jié)約鎳資源的同時也大大降低了原料成本。由于具有熱膨脹系數(shù)低、導熱性好、耐應力腐蝕性能優(yōu)異等獨特性能，鐵素體不銹鋼在汽車排氣系統(tǒng)、鐵路貨車運輸、家電、海洋裝備、建筑裝飾和廚房器皿等領域具有十分廣闊的應用前景，可以直接替代奧氏體不銹鋼及碳鋼、銅、塑料等材料，而此前由于生產品種和結構不合理導致我國一直大量依賴進口來滿足國內市場需求。
歷經多年探索，東北大學與太鋼校企聯(lián)合，依靠自主創(chuàng)新集成了世界上最先進和最具競爭力的鐵素體不銹鋼(為主)全流程生產線、工藝技術和專用裝備。與國內外現(xiàn)有鐵素體不銹鋼產線相比，成功解決了中高鉻鐵素體不銹鋼超低碳氮冶煉難度大、鑄坯易開裂和表面修磨困難、無法實現(xiàn)鑄坯熱送、冷軋板表面質量控制難度大等關鍵技術難題。新流程全線成本降低了7.2%，可生產超寬、超厚、超薄等極限規(guī)格的特色產品，在產品質量、生產效率、合金和氣體消耗、生產規(guī)模、成本、高端品種以及產品規(guī)格覆蓋面等方面都達到了國際領先水平。
東北大學提出了“脫碳任務再分配”的新思路，把國外傳統(tǒng)的“AOD VOD兩步法脫碳”創(chuàng)新為“BOF AOD VOD三步法脫碳，創(chuàng)造性地開發(fā)了“三步法脫碳”高效冶煉新工藝，顯著改善了脫碳保鉻的條件和效果，成功實現(xiàn)了中高鉻鐵素體不銹鋼冶煉的高效化、超純化和低成本化，為整條生產線的順利打通邁出了關鍵一步。
“連鑄坯橫裂控制技術”“低成本、高光亮度成套工藝技術”“三步法脫碳”“鑄坯熱磨熱送”“層流密集均勻冷卻和低溫卷取技術”等一系列關鍵技術突破使太鋼的鐵素體不銹鋼生產工藝技術躋身世界前列。目前太鋼鐵素體不銹鋼產量已經躍居全球第一，比例由2004年的9.44%提高到2013年的45%以上，遠遠超過世界30%的平均水平。2011-2013年產量達339萬噸，節(jié)鎳24.7萬噸，實現(xiàn)新增利稅30.74億元，出口創(chuàng)匯4.9億美元。
此外，幾家單位還圍繞國家重要領域和民生改善需求開發(fā)了30余個鐵素體不銹鋼新品種，其中14個產品在國內市場占有率都排名第一。研發(fā)過程中，姜周華帶領副教授李花冰、李陽等團隊骨干成員，通過鐵素體不銹鋼成分對其組織性能影響的研究，為項目設計鐵素體不銹鋼產品品種的成分設計、冶煉、連鑄和熱加工工藝的制定提供了強有力的理論指導。鐵路貨車用T4003不銹鋼滿足了鐵路運輸“高速、重載”的發(fā)展要求，使貨車減重15%，生命周期成本降低30%，使用壽命由25年提高到35年，檢修周期由8年提高到12年；409L、429、436L等牌號的汽車排氣系統(tǒng)全系列鐵素體不銹鋼產品達到國四、國五標準，實現(xiàn)了汽車排氣系統(tǒng)用鐵素體不銹鋼國產化；制造難度極大、耐蝕性可與Ti材相媲美的超級鐵素體不銹鋼TTS446滿足了濱海電站等高端行業(yè)需求；極限寬度達2000mm世界上最寬的鐵素體不銹鋼冷軋帶鋼填補了國內空白……
目前姜周華團隊的研究仍在繼續(xù)，更高層次的超級鐵素體、超級奧氏體和超級雙相鋼的研發(fā)已經開始，未來還將推出更多具備特殊性能的高端產品，不斷助力我國向著鋼鐵強國之列邁進。
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