钢铁是工业的“骨骼”,超高强钢则是高端制造的“硬核脊梁”。在航空航天、军工装备等国家战略领域,2200MPa级超高强钢的高精度矫平曾是长期困扰我国的世界性难题。武汉科技大学夏绪辉教授、王蕾教授、襄阳博亚精工装备股份有限公司李文喜董事长/教授级高级工程师为核心的科研团队,怀揣科技报国初心,牵头联合多家企事业单位组建协同创新联盟,历经十余年潜心攻关,成功破解“矫不了、矫不动、矫不精”的行业困局,构建起从理论、技术、装备到标准的全链条自主体系,以实干笃行书写了我国钢铁行业高端化、智能化、绿色化转型的精彩答卷。
锚定国之所需 勇闯技术“无人区”
“2000MPa级超高强钢做成手指粗的钢筋,能吊起两头多成年蓝鲸”,这一惊人强度背后,是传统冷矫平技术难以逾越的鸿沟。长期以来,国外垄断着高强钢矫平核心技术,国内企业面临“有材难用”的困境——传统加载方式易导致材料脆性开裂、核心部件难以承受极端载荷、经验化调控无法实现精准成形,三大难题成为制约我国高端制造升级的“卡脖子”环节。
瞄准这一产业痛点,夏绪辉教授率先牵头组建团队,王蕾教授深耕一线攻坚,以国家战略需求为导向开启技术探索之路。团队扎根武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室和企业现场,从最根本的“矫不了”难题入手,系统研究超高强钢的极端力学特性,在材料变形机理与工艺方法的冲突中寻找突破路径。无数个日夜,实验室的灯光与车间的焊花交相辉映,团队成员反复推演理论模型、优化辊系设计、测试材料性能,在失败与迭代中积累经验,为后续技术突破奠定了坚实基础。
协同攻坚破局 搭建创新“生态圈”
复杂工程科学难题的破解,离不开跨领域、跨单位的协同作战。团队深谙此道,构建了“高校牵头理论创新、企业主攻装备制造、用户提供场景验证”的产学研用协同创新生态。武汉科技大学聚焦基础理论与前沿技术,提出极端适配的辊系设计新理论,为技术突破提供“筋骨”支撑;襄阳博亚精工、中国钢研等企业攻坚克难,攻克关键重载部件功能组元优化设计方法、激光微纳强化技术、精密加工与长寿化技术,将理论设计转化为结实耐用的实物装备,破解“矫不动”瓶颈;宝武钢铁、华菱涟钢、中冶南方、河北钢研等用户单位开放工业场景,提供极限考验环境,为技术优化提供真实反馈。

跨越从实验室到工业现场的“死亡之谷”,是团队最刻骨铭心的挑战。为制造能承受极端载荷的矫平辊系和传动系统,夏绪辉教授带领师生与企业工程师泡在车间,历经多轮材料配方与工艺迭代;每年暑假,团队成员扎根装备制造现场开展建模仿真与实习实践;第一次工业性试验时,面对设备与生产线匹配的重重压力,用户单位给予的信任与试错空间,成为技术落地的关键支撑。王蕾教授积极推动协同创新,促成校企共建7个省级科技创新战略团队、联合创新中心与实践基地,有力打通了技术创新与产业应用的关键链路。

三维创新突破 铸就自主“硬实力”
团队以系统思维推动全方位创新,构建起“理论-制造-智能-标准”的完整自主体系。在理论创新层面,首创回弹微塑性渐进矫平辊系结构智能设计技术,解决了“矫不了”的根本问题,将超高强钢冷矫平从国际现有水平提升至2200MPa;在制造创新层面,攻克关键功能组元部件智能制造技术,研发的系列重载部件强度、刚度与疲劳寿命远超传统设计,破解“矫不动”的工程瓶颈;在智能创新层面,协同北京科技大学,融合数字孪生技术,将现场海量数据与理论模型结合,打造智能调控系统,实现过程可预测、可优化,攻克“矫不精”难题。
同时,团队注重成果转化与标准构建,将实践经验固化为行业标准,掌握领域话语权。其研发的智能冷矫平装备成功实现1700MPa以下超高强钢冷矫平装备国产替代,在宝武、首钢、鞍钢等国内龙头企业广泛应用,并出口至“一带一路”沿线多国,产品成品率提升至99.3%,生产效率提高21%,生产成本降低9.7%,整体技术达到国际先进水平,其中超高强钢矫平技术居国际领先地位。此外,为了提升超高强钢冷矫平装备重载基础部件承载能力,团队创新提出基础零部件基因理论,开发了重载关键部件激光微纳增材强化技术,创造直接经济效益超亿元,荣获湖北省科技进步一等奖、冶金科学技术奖一等奖等多项殊荣。
深耕育人初心 续写强国“新征程”
在攻坚技术的同时,团队始终坚守立德树人初心,构建了“团队—专业—项目/专题”三级培养体系,实行过程动态协同管理,培养了大批兼具扎实理论、创新精神和实践能力的青年科技人才。王蕾教授成长为中国青年五四奖章暨新时代青年先锋、湖北省青年拔尖人才、获批湖北省杰出青年基金项目,张泽琳、陈宝通等多名教师入选湖北省楚天学者计划。团队指导学生获“互联网+”国际赛道全国铜奖、挑战杯国家级铜奖等40余项竞赛奖励,发表高水平科研论文200余篇,申请/授权国家专利80余项,为钢铁行业高质量发展筑牢人才根基。
面向未来,团队锚定更高目标持续奋进。横向拓展方面,将技术体系迁移至铝合金、钛合金等其他高端材料精密成形领域,服务更广阔的先进制造产业;纵向深入方面,向更高强度材料冷矫平极限发起挑战,深化智能化建设构建“智慧矫平产线”,推动更多中国标准走向世界。夏绪辉教授、王蕾教授、李文喜教授级高级工程师、张泽琳教授、刘玉波高级工程师等为核心的团队,正以永不懈怠的创新精神,在钢铁强国建设的征程上续写新的篇章,为我国制造业高质量发展注入源源不断的澎湃动力。