钢中有稀土，坚韧世无双。钢中加有一定量稀土后，可显著提高韧塑性及耐磨、耐热、耐蚀性，其性能可以大幅提高。近日，中科院金属研究所研发出一种稀土钢纯净化制备技术，在钢铁成本基本不增的前提下，可显著提升钢铁品质，推动我国钢铁产业迈上全球价值链高端。

    加了营养 “水土不服”出问题

    稀土被称为“工业维生素”，稀土钢则是指含有一定量稀土的钢，但它在钢中的应用也一直是钢铁行业悬而未决的老话题。建国以来，我国对稀土钢的应用开展了大量研究，并在上世纪80年代曾掀起高潮，但在工业化应用中却遭遇到技术瓶颈，虽经多年攻关未能突破。其原因主要是钢中加入稀土后，钢的性能变得时好时坏、难以稳定。此外，在大规模生产过程中添加稀土的钢也极易堵塞浇口，使生产不能正常进行，这也是直接导致稀土在钢铁行业中的应用由热变冷的原因之一。目前，除少量钢种外，钢铁企业在实际大生产中几乎放弃了稀土的应用。

    中科院金属研究所材料加工模拟研究团队在大型铸锻件的研发工作中，通过对单重百吨级大钢锭的实物解剖和计算，发现杂质是导致成分不均匀的主要根源，据此提出了新的钢中缺陷形成机理，拓展了经典偏析形成理论，在行业引起很大反响并迅速获得应用。受该机理启发，研究团队深入生产企业进行实地考察，通过大量实验室研究和工程化试验，进一步发现了稀土合金和钢水“双纯净化”的关键作用，开发了商用稀土合金的纯净化制备技术和稀土在钢中特殊加入技术，从而突破了稀土在钢中进行工业化应用的技术瓶颈，实现了钢中添加稀土后的工艺顺行和性能稳定。

    稀土是宝贵资源，我国作为稀土资源和开采量第一大国，急需平衡稀土资源利用。利用纯净化制备技术，1吨钢只需加入200克左右的微量稀土即可起到细化变质夹杂、深度净化钢液和强烈微合金化作用，大幅提高了钢的韧塑性和疲劳寿命，使钢更加高韧、耐热、耐磨、适当耐蚀。同时，由于镧、铈轻稀土的价格低于镍、钼、铌等贵金属，使稀土在钢中的应用基本不再增加成本，真正起到了“四两拨千斤”的作用。日前，包头钢铁集团创造了稀土钢千吨连浇的记录，工艺顺行、稳定，这对稀土钢的大规模工业化应用具有标志性意义。

    营养“刚刚好” 钢也身强力壮

    大量试验结果表明，稀土加入轴承钢后，影响疲劳寿命的夹杂物数量减少了一半；加入模具钢后，模具的使用寿命提高1倍以上；加入重轨钢后，疲劳寿命提高了30%以上。通过一些骨干企业应用，发现轴承、模具、齿轮、大锻件等基础零部件用钢加入微量稀土后，夹杂物控制水平达到甚至超过了国际上顶级品牌产品。目前，包钢集团、鞍钢集团、本钢集团、西宁特钢、西王特钢、湖北新冶钢等10余家大型钢铁企业已利用该项技术在30多个品种钢中进行了7万余吨的批量生产试验。

    稀土钢一旦得以推广应用，将显著提升我国轴承钢、模具钢、齿轮钢、不锈钢、大锻件用钢的品质和附加值，并超越国际先进水平。同时，利用微量稀土代替一定量的镍、钼等稀贵金属元素，可有效降低企业生产成本，对平衡稀土资源综合利用，打造我国特有的稀土钢品牌，有力支撑钢铁行业转型升级起到积极作用。

    “好钢用在刀刃上”，中科院金属研究所李依依院士和李殿中研究员领导的研发团队目前已与我国骨干钢铁企业展开深度合作，拟在未来五年覆盖关键的轴承钢、工模具钢、齿轮钢、海工钢、重轨钢、桥梁钢、管线钢、不锈钢、大锻件用钢等产品1000万吨以上，实现高端钢逐步超越国外的目标，创造出国际领先的稀土钢品牌。