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申報“2017年度國家科學技術獎”項目公示

[日期:2016-12-21] [字體: ]

根據國家科技獎勵辦公室的要求,現將我公司擬申報2017年度國家科學技術獎參評項目進行公示,公示期為10天,從2016年12月21日起至2016年12月30日止。任何單位或個人對公示內容持有異議,請在公示期內以書面形式向公司技術中心科技管理部(電話:7940111)提出并提供相關證明材料。以單位名義提出異議的,應當加蓋本單位公章;個人提出異議的,應當簽署真實姓名并提供聯系方式。非書面異議、匿名異議和公示期之外的逾期異議不受理。

 

                                                                                        中鐵山橋集團有限公司

                                                                                            2016年11月21日

 

附件1:項目公示內容

國家技術發明獎推薦書

(2017年度)

一、項目基本情況

項目名稱

超細貝氏體鋼制造關鍵技術及應用

主要完成人

張福成(燕山大學),楊志南(燕山大學),呂  博(燕山大學),王天生(燕山大學),于寶東(中鐵山橋)龐碧濤(洛陽軸承)

                           

二、推薦單位意見

推薦單位

河北省

推薦意見:

我單位認真審閱了該項目推薦書及附件材料,確認全部材料真實有效,相關欄目均符合填寫要求。

該項目在河北省科學技術廳網站和主要完成單位進行了公示,公示期內未收到異議意見。
 該項目屬于材料與冶金領域,是關于超細貝氏體合金鋼材料及其制造技術,及用它制造的鐵路轍叉、重載軸承和超高強度耐磨鋼板的關鍵技術。該項目組歷時十余年努力,在以下三方面獲得了高水平的創新性成果:首創發明了超細貝氏體鋼及其快速相變制造關鍵共性技術,這類鋼的綜合性能達到其成本近10倍的同強度馬氏體時效鋼水平,技術達到國際領先,該類鋼已用于制造高端鐵路轍叉、軸承和耐磨鋼板等;率先發明長壽命高可靠超細貝氏體鋼轍叉制造成套技術,包括轍叉心軌和翼軌匹配技術以及貝氏體鋼與珠光體鋼軌異質焊接技術等,解決了鐵路轍叉壽命短且離散、有突發脆斷危險、威脅鐵路安全的難題,利用本技術制造的轍叉已廣泛應用在我國鐵路線路上,技術達到國際領先;首創發明表層高碳超細貝氏體心部低碳馬氏體軸承鋼及制造技術,該技術已用于制造等重載軸承,技術達到國際領先水平,為我國高端軸承制造業發展做出貢獻;發明超高強度超細貝氏體耐磨鋼板制造技術,耐磨鋼板性價比達到國際最高水平,產品占全國大型港口80%以上的市場,并出口到許多國家和地區。

對照國家技術發明獎授獎條件,推薦該項目申報2017年度國家技術發明獎二等獎。


三、項目簡介

該成果屬于材料與冶金領域。作為國之基石的鋼鐵工業,原創能力不強,鋼種和熱處理技術水平與發達國家有較大差距,嚴重制約制造業的發展。貝氏體鋼是鋼中新成員,具有較好的力學性能,是當今研究熱點,并已廣泛應用于現代工業。然而,貝氏體組織紛雜,受控于溫度和時間二個參數,構成溫度、時間和性能三維坐標,造成同成分貝氏體鋼性能迥異。鐵路安全關乎國家戰略,鐵路線路中服役條件最惡劣、最易發生事故的普通貝氏體鋼轍叉壽命短且離散,偶有突發脆斷危險,威脅鐵路安全。軸承和耐磨鋼板用量巨大,但因材料問題我國高端軸承和超高強度耐磨鋼板依賴進口,受制于人。該項目組在包括1項國家杰出青年基金在內的10余項目資助下,歷時十年科研攻關,取得如下成果:

1:發現了鋼中納米AlN作為異質形核相可顯著加速貝氏體相變、鋁硅和碳-空位納米團簇顯著阻礙貝氏體長大,低溫相變有利于超細板條貝氏體組織形成;薄膜狀殘余奧氏體穩定且提高鋼的性能。創立了快速相變超細貝氏體鋼化學成分設計和組織結構調控理論,原創發明了低、中、高碳系列快速相變超細貝氏體新鋼種及其制造關鍵共性技術,攻克了貝氏體鋼力學性能精確控制的難題,貝氏體轉變時間縮短幾到幾十倍、貝氏體板條厚度達到納米至亞微米,鋼的綜合力學性能達到是其成本近10倍的馬氏體時效鋼水平,充分挖掘了低合金結構鋼的力學性能潛能。

2:針對鐵路轍叉壽命短且離散、威脅鐵路安全的問題,突破了低碳鋼中獲得超細貝氏體組織的技術瓶頸,發明了鐵路轍叉用30Mn2CrSiAlWNi中低碳中合金超細貝氏體鋼及其精確熱處理關鍵技術,以及轍叉心軌和翼軌匹配技術、貝氏體與珠光體鋼軌焊接技術等,實現了貝氏體鋼轍叉穩定長壽。

3:原創發明了滲碳表層高碳超細貝氏體心部低碳溫變馬氏體軸承鋼和高碳整體超細貝氏體軸承鋼及制造關鍵技術;突破了兼顧軸承表面高硬度高韌性高疲勞性以及心部高韌性的技術難題;實現了我國高端軸承產品批量自主生產;推動了貝氏體軸承滲碳硬化技術的發展,引領了軸承行業的進步。

4:原創發明超高強度中碳低合金CrNiMoSiV系列超細貝氏體耐磨鋼及其制造關鍵技術,發現了鋼中微量釩的超淬透性現象,創立了釩的超淬透性理論,解決了低合金含量中厚板淬透性不足的問題,結合AlN阻止焊接熱影響區組織粗化,突破了超高強度耐磨鋼板焊接工藝性差的瓶頸;實現了強度級別HB550以上高端耐磨鋼板的批量自主生產。

獲授權國家發明專利24項、實用新型2項,公開發明專利13項;獲教育部技術發明一等獎1項、河北省技術發明一等獎2項;制定國家標準2項、冶金行業標準1項;獲歐洲產品認證1;培養國家杰青1人;出版專著1部,發表學術論文98篇,SCI收錄67篇、SCI引用468次;成果已在多家央企大量應用,取得了顯著的經濟和社會效益。


 

五、客觀評價

1、知名學者評價

    鄒廣田院士、胡壯麒院士、魏炳波院士、陳蘊博院士、周玉院士、雒建斌院士、才鴻年院士、都有為院士、汪衛華院士、祝世寧院士等幾十位本領域專家,參加亞穩材料制備技術與科學國家重點實驗室預評審、評審、評估,以及學術委員會時,審查本成果后認為:“張福成課題組針對鐵路轍叉的需求,開發了一類含鋁低溫貝氏體合金鋼,揭示了亞穩貝氏體鋼組織對成分與工藝的依賴關系,為解決國家鐵路發展的技術難題提供了技術支撐。該成果提升了我國鋼鐵結構材料的品質,促進了我國高端軸承和耐磨鋼板制造技術的發展,為打破國際壟斷和制約做出了貢獻”。

    國際鋼鐵材料研究領軍科學家,英國皇家科學院和工程院兩院院士H.K.D.H. Bhadeshia爵士,一直關注本課題組的研究動向,共引用本課題組論文60多篇次,并給以高度評價。比如:在國際頂尖刊物《Progress in Materials Science57(2012)268-435上,他的題目為“Steels for Bearings”的巨篇權威綜述文章中寫到:“This augers well for the development of case-hardening technolgy based on the nanostructured bainite”(張福成的研究成果很好地推進了納米結構貝氏體滲碳硬化技術的發展)。他在另一權威綜述性文章“Nanostructured bainite, Proc. R. Soc. A, 466(2010)3-18”中寫到:“Zhang et al. revealed that the bainite was …. It may be possible to use lower concentrations and yet maintain a carbide-free nanophase mixture. ”(張福成的研究為無碳化物納米貝氏體鋼的成分設計提供了新的思路,使降低碳和其它合金元素含量的同時保證無碳化物納米組織成為可能)。他“Scripta Materialia 87(2014) 9-12”文章中寫到:It is possible , but there recently has been an inspiring publication….. (張福成利用鋁促進貝氏體相變和降低氫脆敏感性的研究成果鼓舞人心,啟發靈感)。另外,西班牙國家科學院F.G. Caballero院士等一批貝氏體鋼研究領域國際著名科學家,也大量引用了本成果發表的學術論文,并給予高度認可和好評。

2、科技獎勵情況

    本成果研究內容先后3次獲得省部級技術發明一等獎,貝氏體鋼理論方面的研究成果于2008年獲教育部技術發明一等獎,超高強度超細貝氏體耐磨鋼板研究成果于2012年獲河北省技術發明一等獎、超細貝氏體鋼轍叉研究成果于2016年獲河北省技術發明一等獎。

3、科技查新報告

    201612月,教育部科技查新工作站G11對該成果的查新結論為:“項目組在貝氏體鋼研究領域共發表學術論文98篇,其中,SCI收錄67篇、SCI引用468,“在委托人及團隊發表快速相變貝氏體鋼及其超細組織制造技術、超細貝氏體鋼轍叉、超細貝氏體軸承和超淬透性超細貝氏體耐磨鋼板制造技術等論文、專利之前,在所檢出的國內外相關文獻中未見報道。

4、行業評價報告

中國鐵道工程建設協會評價:燕山大學發明的超細貝氏體鋼轍叉使用壽命長、安全可靠,技術達到國際領先水平。原鐵道部特邀張福成教授,先后于201169 日和20111223 日到北京中國中鐵股份有限公司做貝氏體鋼轍叉方面的學術報告。

中國軸承行業協會評價:燕山大學開發的滲碳超細貝氏體軸承鋼和全淬透高碳超細貝氏體軸承鋼,有效推動了我國高端軸承制造技術的發展。20161013日,中國軸承工業協會特邀張福成教授在協會學術委員會上做了題為納米貝氏體軸承鋼的大會主題報告,協會在十三五期間將在我國重點工業領域推廣這種新型超細貝氏體鋼軸承。

5、使用單位評價

鐵路轍叉使用單位評價:央企中國中鐵股份有限公司認為:燕山大學發明技術制造的1500MPa強度級別含鋁貝氏體鋼轍叉,在使用過程中沒有產生心軌的掉塊和斷裂以及翼軌的過快磨損和壓塌等現象,這種轍叉使用壽命長,累積過載量達到3.6億噸,且壽命大致一樣,得到非常好的使用效果。

軸承鋼使用單位評價:央企中國一重集團等單位使用該成果制造的軸承以后認為:超細貝氏體鋼軸承實際使用壽命比G20Cr2Ni4A鋼馬氏體軸承提高60%以上,使用性能超過SKF軸承水平,而價格明顯低于SKF軸承。

超高強度耐磨鋼板使用單位評價:央企神華集團黃驊港、大型國企秦皇島港等國內各大港口分別在輸煤和礦石系統中全部采用本成果超細貝氏體耐磨鋼板,并對比使用了Hardox600、高鉻鑄鐵、橡膠、樹脂、陶瓷和堆焊襯板,使用結果表明,燕山大學的超高強度超細貝氏體耐磨鋼板的使用壽命超過包括國際著名Hardox600鋼板在內的所有襯板,其性價比最高。并獲得歐洲產品標準認證。

6、其它方面評價

    本成果從2006年開始獲得國家自然基金委的連續資助,先后獲得1項國家杰出青年基金、1項創新群體基金、4項面上基金項目的連續12的資助。其中,國家杰出青年基金高速鐵路轍叉制造技術基礎研究項目取得優秀的結題成績。培育國家杰出青年科學基金獲得者1人。打造了1個國家重點實驗室和國家工程技術中心支柱團隊—先進鋼鐵材料研究團隊。


 

六、推廣應用情況、經濟效益和社會效益

1.推廣應用情況

本成果已被多家單位采用,其中包括:央企中國中鐵山橋集團有限公司,他們是我國最大最權威的專業生產鐵路轍叉的企業,代表著我國鐵路轍叉行業制造水平;大型國企洛陽LYC軸承有限公司,他們是我國歷史悠久的最著名的三大軸承(哈、瓦、洛)制造企業之一,代表著我國軸承行業的制造水平;央企中信集團興澄特鋼等大型鋼鐵制造企業,他們代表著我國中厚板制造行業水平。具體情況見下表。

主要應用單位情況

應用單位

名稱

應用技術

應用起止時間

應用單位

聯系人/電話

應用情況

(近三年)

中鐵山橋集團有限公司

超細貝氏體鋼轍叉制造技術

20116

至今

劉洪柱

0335-7940114

制造貝氏體鋼轍叉,得到大量應用,轍叉壽命長且穩定,確保鐵路安全,大幅度減少維護工作量。

洛陽LYC軸承有限公司

超細貝氏體軸承鋼制造技術

20111

至今

王明禮

0379-64986891

制造的高端軸承經中國一重集團等央企使用,軸承壽命長,無脆裂發生。

瓦房店軸承研究制造鋼有限公司

超細貝氏體軸承鋼制造技術

20125

至今

李永衛

0411-82828982

制造軋機等重載軸承,用于東北重工業地域,軸承壽命長,大幅度提高用戶生產效率。

洛陽百思特精密機械制造公司

超細貝氏體軸承鋼制造技術

201012

至今

呂光輝

0379-65112833

制造軋機、礦山機械等重載軸承,用于全國各地,用戶廣泛認可。

江陰興澄特種鋼鐵有限公司

超高強度耐磨鋼板制造技術

20123

至今

周九林

0510-86190520

制造強度級別HB600以上耐磨鋼板,用于港口和煤炭行業,用戶高度認可。

新余鋼鐵股份有限公司

超高強度耐磨鋼板制造技術

201210

至今

陳英俊

0790-6294687

制造強度級別HB500-550耐磨鋼板,用于港口和電廠行業,用戶高度好評。

秦皇島渤海燕大耐磨鋼有限公司

超細貝氏體鋼轍叉和超高強度耐磨襯板制造技術

20091

至今

張桂蘋

0335-7048368

制造耐磨襯板用于央企神華集團黃驊港、秦皇島港、天津港等各大港口國家重大工程中,并出口多個國家,獲歐洲產品認證。


 

、主要知識產權證明目錄(不超過10件)

知識產

權類別

知識產權具體名稱

國家

(地區)

授權號

授權日期

證書

編號

權利人

發明人

發明專利有效狀態

發明

專利

含鋁低溫貝氏體鋼的制備方法

中國

 

 

ZL 201210504420.4

2014.

09.10

 

1478098

燕山大學

張福成,呂  博,王天生,鄭煬曾,張明,楊志南

有效專利

發明

專利

全貝氏體鋼轍叉及其制造方法

中國

ZL 201210422455.3

2014.

07.23

1447367

燕山大學

張福成,呂博,張明,楊志南,鄭春雷,康杰

有效專利

發明

專利

整體硬貝氏體軸承鋼及其制造方法

中國

ZL 201210399526.2

2014.

08.06

1455860

燕山大學

張福成,王天生,楊志南,王艷輝,康杰

有效專利

發明

專利

硬貝氏體軸承制造方法

中國

ZL 201010583521.6

2013.

01.30

1130066

燕山大學

張福成,王天生,鄭煬曾

有效專利

發明

專利

鐵路轍叉專用含鎢貝氏體鍛鋼及其制造方法

中國

ZL 200610012673.4

2008.

08.27

423660

燕山大學,中鐵山橋

張福成,鄭煬曾,呂博,徐安友,于寶東

有效專利

發明

專利

一種貝氏體鋼轍叉及軋制后三段冷卻制造方法

中國

ZL 201210194847.9

2014.

09.10

1478120

燕山大學

張福成,張明,呂博,鄭煬曾,王天生

有效專利

發明

專利

一種提高鐵路轍叉壽命的在線熱處理方法

中國

ZL 201210341698.4

2014.

10.15

1497659

燕山大學

張福成,呂  博,王艷輝,康杰,鄭春雷

有效專利

發明

專利

一種納米結構無碳化物貝氏體中碳合金鋼及制備方法

中國

ZL 201110255203.1

2012.

10.24

1066137

燕山大學

王天生,張  淼,張福成

有效專利

發明

專利

一種沖擊摩擦疲勞試驗機

中國

ZL 201410150405.3

2015.

11.18

1840767

燕山大學

張福成,馮曉勇,楊志南,康杰

有效專利

 

 

承諾:上述知識產權用于推薦國家技術發明獎的情況,已征得未列入項目主要完成人的權利人(發明專利指發明人)的同意。

 

                                    第一完成人簽名:


 

八、主要完成人情況表

   

張福成

 

1

技術職稱

教授

行政職務

副校長

工作單位

燕山大學

完成單位

燕山大學

參加本項目的起止時間

20040501日 至 20131231

對本項目技術創造性貢獻:

項目總負責人,21項國家發明專利和1項國際發明專利第一發明人,其它12項專利主要發明人;合作發表相關論文90篇;獨立撰寫專著1部。
對各發明點創造性貢獻:
發明點1:負責超細貝氏體鋼成分設計,發明其快速相變制造技術;
發明點2:發明超細貝氏體鋼轍叉制造技術;
發明點3:發明重載軸承用超細貝氏體鋼及其制造技術;
發明點4:發明超高強度超細貝氏體耐磨鋼板制造技術。

曾獲國家科技獎勵情況:作為第一完成人于2002年獲國家科技進步二等獎一項,獲獎項目名稱是:耐磨奧氏體錳鋼化學成分和熱加工工藝優化,證書編號:2002-J-216-2-08-R01。

         

主要完成人情況表

   

楊志南

 

2

技術職稱

副教授

行政職務

工作單位

燕山大學

完成單位

燕山大學

參加本項目的起止時間

20090530日 至 20131231

對本項目技術創造性貢獻:

本項目3項國家發明專利的第一發明人,7項國家發明專利和1項國際發明專利的主要發明人;合作發表相關論文15篇;
對各發明點的創造性貢獻:
發明點1:作為重要完成人參與開發超細貝氏體鋼化學成分設計及其快速相變制造技術;
發明點2:發明重載軸承用超細貝氏體鋼制造技術;

發明點3:作為重要完成人參與超高強度超細貝氏體鋼板制造技術。

         

 

 

 

主要完成人情況表

   

 

 

3

技術職稱

副教授

行政職務

工作單位

燕山大學

完成單位

燕山大學

參加本項目的起止時間

20040622日 至 20131231

對本項目技術創造性貢獻:

本項目15項國家發明專利和1項國際發明專利的主要發明人;合作發表相關24相關篇論文。
對各發明點的創造性貢獻:
發明點1:參與開發超細貝氏體鋼成分設計及其制造技術;
發明點2:參與開發超細貝氏體鋼轍叉的制造技術;
發明點4:參與開發超高強度貝氏體耐磨鋼板制造技術。

         

 

主要完成人情況表

   

王天生

 

4

技術職稱

教授

行政職務

工作單位

燕山大學

完成單位

燕山大學

參加本項目的起止時間

20070101日 至 20120530

對本項目技術創造性貢獻:

本項目相關多項國家發明專利的第一發明人,8項主要發明人;合作發表相關論文28篇。
對各發明點創造性貢獻:
發明點1:參與超細貝氏體鋼基礎理論研究;

發明點3:參與開發超細貝氏體軸承鋼熱處理工藝。

曾獲國家科技獎勵情況:作為第六完成人于2002年獲國家科技進步二等獎一項,獲獎項目名稱是:耐磨奧氏體錳鋼化學成分和熱加工工藝優化,證書編號:2002-J-216-2-08-R06。

         

 

 

 

 

主要完成人情況表

   

于寶東

 

5

技術職稱

教授級高級工程師

行政職務

副總經理兼總工程師

工作單位

中鐵山橋集團有限公司

完成單位

中鐵山橋集團有限公司

參加本項目的起止時間

20060101日至20111231

對本項目技術創造性貢獻:

本項成果1項國家發明專利和1項實用新型專利的第一發明人,2項國家發明專利的主要發明人,合作發表1篇論文。

對各發明點創造性貢獻:
發明點2:開發超細貝氏體鋼轍叉的制造技術。

 

         

 

主要完成人情況表

   

龐碧濤

 

6

技術職稱

教授級高級工程師

行政職務

總工程師

工作單位

洛陽 LYC 軸承有限公司

完成單位

洛陽 LYC 軸承有限公司

參加本項目的起止時間

20101月至201312

對本項目技術創造性貢獻:

本項目中1項國家發明專利和1項實用新型專利的第一發明人,合作發表相關論文1篇。

對各發明點創造性貢獻:

發明點3:參與超細貝氏體鋼軸承工業化應用研究,開發軸承快速冷卻技術。

         

 

 


 

附表1

完成人合作關系說明

完成人張福成,楊志南,呂博,王天生均為燕山大學教師,是燕山大學亞穩材料制備技術與科學國家重點實驗室先進鋼鐵材料研究團隊核心成員,互相之間已經有多年良好合作關系。張福成是本項目的第一完成人,是本項目包括3項核心發明專利在內的13授權發明專利的第一發明人,是本項目多篇論文的第一作者或通訊作者,是1項教育部技術發明一等獎、2項河北省技術發明一等獎的第一完成人。楊志南是本項目的骨干成員,是3項核心發明專利的主要發明人,是3項公開國家發明專利的第一發明人,其他4項國家發明專利和1項國際發明專利的主要發明人,合作發表論文15篇,作為重要完成人參與開發超細貝氏體鋼化學成分設計及其快速相變制造技術及超高強度超細貝氏體鋼板制造技術,開發了重載軸承用超細貝氏體鋼制造技術。呂博也是本項目的骨干成員,是本項目2項核心發明專利的主要發明人,其他13項相關專利的主要發明人,合作發表學術論文24篇,參與了本項目中超細貝氏體鋼成分設計及其制造技術、超細貝氏體鋼轍叉制造技術和超高強度貝氏體耐磨鋼板制造技術的開發工作。王天生是本項目2項核心發明專利的主要發明人,多項相關發明專利的主要發明人,合作發表相關論文28篇,參與了超細貝氏體鋼基礎理論研究和超細貝氏體軸承鋼工藝開發工作。

完成人于寶東是中鐵山橋集團有限公司總工程師,是與燕山大學合作超細貝氏體鋼轍叉制造技術企業方面技術具體研發者和負責人,是本項目3項發明專利的主要發明人,1項實用新型專利的第一發明人,合作發表1篇論文。完成人龐碧濤是洛陽LYC軸承有限公司總工程師,是與燕山大學合作開發超細貝氏體鋼軸承制造技術項目企業方面項目負責人,是本項目1項國家發明專利和1項實用新型專利的第一發明人,合作發表相關論文1篇。

 

 

第一完成人簽名:             

 


 

完成人合作關系情況匯總表

序號

合作方式

合作者

(項目排名)

合作時間

合作成果

證明材料

備注

1

共同專利

張福成1、楊志南2、呂博3、王天生4、

2009-2014

鋁低溫貝氏體鋼的制備方法

附件

核心專利

2

共同專利

張福成1、楊志南2、呂博3

2009-2014

全貝氏體鋼轍叉制造方法

附件

核心專利

3

共同專利

張福成1、楊志南2、王天生4

2009-2014

整體硬貝氏體軸承鋼及其制造方法

附件

核心專利

4

共同專利

張福成1、呂博3、于寶東5

2006-2012

鐵路轍叉專用含鎢貝氏體鍛鋼及其制造方法

附件

發明專利

5

共同文章

張福成1、楊志南2、龐碧濤6

2010-2016

貝氏體鋼在軸承中的應用進展

附件

核心期刊論文

6

共同文章

張福成1、楊志南2

2010-2015

Superhardenability behavior of vanadium in 40CrNiMoV steel

附件

SCI論文

7

共同文章

張福成1、呂博3、王天生4

2007-2013

A novel method for the development of a low temperature bainitic microstructure in the surface layer of low-carbon steel

附件

SCI論文

8

共同項目

張福成1、龐碧濤6

2010-2012

超細貝氏體鋼軸承工業化應用研究

附件

企業合作

承諾:本人作為項目第一完成人,對本項目完成人合作關系及上述內容的真實性負責,特此聲明。

第一完成人簽名:

 

 

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