董建新介绍说,2012年12月11日,由我国自主设计研制的世界最大模锻液压机,在四川德阳中国第二重型机械集团进入调试阶段,于2013年4月10日投入试生产。这台8万吨级的“巨无霸”液压机,地上高27米、地下深15米,总高42米,设备总重2.2万吨,它的出现为董建新设计制造世界上最大的难变形高温合金涡轮盘提供了物质保障。 “我们到四川德阳中国第二重型机械集团利用这台世界上最大的液压机去压世界上最大的‘饼子’——直径为1.45米的难变形高温合金涡轮盘。”董建新告诉千龙网记者,8万吨的大型液压机在冲压时,将加热后的钢坯就像做月饼一样,就是那么往下砸一下,敲敲打打几分钟就做成了,假如事先设计有丝毫差错,这个几百万的“特钢”就报废了。“2013年,幸好这一砸后,我们仔细检查成型的涡轮盘毫厘不差,一次性取得成功。” 2013年,董建新带领研发团队到四川德阳中国第二重型机械集团利用这台世界上最大的液压机去压世界上最大的‘饼子’——直径为1.45米的难变形高温合金涡轮盘。图为一次性压制成功的难变形高温合金涡轮盘。北京科技大学材料学院独家供图 世界最大难变形高温合金涡轮盘打破国际技术封锁前景辽阔在2013年之前,我国1米以上的涡轮盘一直都是需要从国外进口。因为涡轮盘不仅需要用一种特殊钢材——高温耐腐蚀合金材料制造,还需要大型水压机才能压出钢“饼子”来。我国在高温耐腐蚀合金材料研究方面起步较晚,最大型的液压机也仅只有3万吨。 据千龙网记者了解,全球从事高温合金材料的厂家不超过50家,主要分布在美、英、德、法、俄、日等国家,其中美国的通用电气和普惠两家实力最为强大。从航空发动机的市场占有率来看,通用、普惠、罗罗、MTU这4家所占的份额高达84%,呈现出明显的寡头垄断格局。每个国家内部也只有1至2家厂商占据寡头垄断地位。 世界上高温合金行业具有强垄断性和稳定性,国外的行业龙头将长期享受行业壁垒带来的红利。国外其行业壁垒对华进行技术封锁,主要体现在技术壁垒、市场准入壁垒、质量标准壁垒、累验曲线等门槛,又使得新进入者将面临较高的进入成本和时间成本。 “2013年,我设计制造的这个目前世界上最大的难变形高温合金涡轮盘会安装在中石油的烟气轮机上,这种烟气轮机是在炼油后利用废气来发电,因此需要这种高温合金的涡轮盘。”董建新开心地说,他率领团队自主研发设计制造的“巨无霸”涡轮盘,造价比较低廉。而国外垄断企业一个涡轮盘价格可能会翻倍,为国家节约了大量资金。 此外,在燃气轮机发电领域,我国未来10年将带动高温合金材料50亿的需求空间。燃气轮机是航空发动机的延伸,广泛应用于船舶动力、煤电、核电、气电等领域,因燃气轮机喷到叶轮上的气体温度高达1300℃,需要抗高温腐蚀性能优良和长期组织稳定的抗热腐蚀高温合金来打造涡轮叶片和导向叶片。 而作为高性能发动机最关键部件之一的涡轮盘,其材料和制造技术始终受到国内外航空工程界的特别关注。董建新介绍说,2013年,国务院批准设立“航空发动机与燃气轮机”国家科技重大专项简称“两机专项”,“两机专项”将于2016年下半年正式启动。而这种自主研发的大型高温合金涡轮盘将不仅可被广泛应用于大飞机、核电站等民用设施,还可以广泛应用于我国航空母舰、核潜艇、战斗机、航空航天等军用设备的动力系统。 北京科技大学材料学院董建新教授和他培养的部分硕士、博士学生们合影。北京科技大学材料学院供图 培养大批高温合金高级人才最感自豪 “我是一个教师,在学校里最主要的任务就是教书育人。因此,对我来说,在校培养大批高温合金专业领域的硕士、博士,最令我感到自豪。”董建新给千龙网记者介绍说,他培养了50多位硕士、博士,毕业后分布在我国航空材料研究院、钢铁研究总院、航空航天等研究所。 (责任编辑:本港台直播) |