中投網(wǎng)2025-07-09 08:45 來源：中投顧問產(chǎn)業(yè)研究大腦
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在當(dāng)今全球制造業(yè)向高端化、智能化、綠色化加速邁進(jìn)的浪潮中，特種鋼作為先進(jìn)基礎(chǔ)材料與關(guān)鍵戰(zhàn)略材料，其重要性愈發(fā)凸顯。正如鋼鐵研究總院黨委書記、總經(jīng)理在2024中國國際特殊鋼新材料高峰論壇上所強(qiáng)調(diào)：“先進(jìn)特殊鋼是面向制造強(qiáng)國和‘雙碳’戰(zhàn)略的關(guān)鍵所在，高端裝備及重大工程的需求正持續(xù)牽引特鋼材料不斷發(fā)展�！笔聦嵣�，在制造強(qiáng)國戰(zhàn)略重點(diǎn)聚焦的十大產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域里，航空航天裝備、能源裝備、海洋工程裝備以及重大工程新材料等多個關(guān)鍵板塊，都離不開特種鋼的強(qiáng)力支撐，它已成為衡量國家工業(yè)實力的核心指標(biāo)之一。
一、航空航天裝備：特種鋼助力星際逐夢
航空航天領(lǐng)域堪稱特種鋼應(yīng)用的前沿陣地，對材料性能有著近乎嚴(yán)苛的要求。隨著航天技術(shù)不斷向深空拓展，用高強(qiáng)高韌低溫不銹鋼箭體取代鋁合金箭體的研發(fā)工作正穩(wěn)步推進(jìn)，成為當(dāng)下航天材料領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。這種新型不銹鋼箭體具備更高的強(qiáng)度與韌性，在面對極端低溫環(huán)境及強(qiáng)大發(fā)射沖擊力時，能夠確保航天器結(jié)構(gòu)的完整性與可靠性，極大提升了航天器的性能與安全性。
在航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，推力提升與性能優(yōu)化的需求，促使特鋼材料不斷升級。不同發(fā)動機(jī)構(gòu)件，如鍛件、鑄件與打印件，各自對材料提出獨(dú)特要求。例如，發(fā)動機(jī)葉片需承受高溫、高壓及高轉(zhuǎn)速帶來的復(fù)雜應(yīng)力，這就要求所用特鋼具備優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、抗氧化性與抗熱疲勞性能;而發(fā)動機(jī)軸類等鍛件，則更強(qiáng)調(diào)材料的高強(qiáng)度與高韌性，以保障動力傳輸?shù)姆�(wěn)定性。通過持續(xù)的材料研發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新，特種鋼正為航空發(fā)動機(jī)性能的飛躍提供堅實保障，推動著航空事業(yè)不斷邁向新高度。
二、能源裝備：特種鋼保障能源動脈
能源領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展為特種鋼開辟了廣闊市場空間。截至2024年11月11日，我國新核電機(jī)組數(shù)量攀升至11臺，核電產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步擴(kuò)張，帶動了核電材料研發(fā)與制備需求的激增。從核反應(yīng)堆壓力殼用鋼到核島管道用鋼，每一個關(guān)鍵部件都離不開特種鋼的支撐，其在保障核電設(shè)施安全穩(wěn)定運(yùn)行方面發(fā)揮著不可替代的作用。
在火電領(lǐng)域，清潔高效燃煤發(fā)電技術(shù)作為我國能源戰(zhàn)略與“雙碳”減排的重要路徑，對高端鍋爐鋼管提出了更高要求。高端鍋爐鋼管作為高效燃煤發(fā)電技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)與關(guān)鍵瓶頸，需具備良好的高溫強(qiáng)度、抗蠕變性及耐腐蝕性，以應(yīng)對高溫、高壓且復(fù)雜的燃燒環(huán)境，確保鍋爐長期穩(wěn)定運(yùn)行，提高發(fā)電效率，降低能耗與排放。特種鋼在能源裝備領(lǐng)域的深度應(yīng)用，正為我國能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化與可持續(xù)發(fā)展注入強(qiáng)勁動力。
三、海洋工程裝備：特種鋼突破深海卡點(diǎn)
海洋工程裝備領(lǐng)域是特種鋼亟待突破的“深水區(qū)”。以無磁鉆鋌、臍帶纜、鉆井隔水管、特種油井管、水下管匯、雙金屬復(fù)合輸送管為代表的深海油氣鉆采/集/輸系統(tǒng)關(guān)鍵部件，長期依賴進(jìn)口，材料成為制約我國海洋工程發(fā)展的重要卡點(diǎn)。隨著我國對海洋資源開發(fā)力度的不斷加大，相關(guān)需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，預(yù)計到2030年，隔水管、高溫高壓油井管年需求量均將突破1萬噸，水下管匯、復(fù)合管用耐蝕合金需求量超5000噸。
為打破這一局面，國內(nèi)企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)正加大研發(fā)投入，致力于提升特種鋼的強(qiáng)度、耐腐蝕性與抗疲勞性能，以滿足深海惡劣工況需求。例如，通過優(yōu)化合金成分與生產(chǎn)工藝，開發(fā)出新型耐蝕合金鋼材，有效提高了水下管匯等部件的使用壽命與可靠性;在鉆井隔水管領(lǐng)域，高強(qiáng)度、高韌性特種鋼的研發(fā)，使得隔水管能夠承受更大的水壓與機(jī)械載荷，為深海油氣開采作業(yè)提供了堅實保障。
四、重大工程：特種鋼支撐“雙碳”征程
在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)下，二氧化碳捕集、利用與封存(CCUS)工程成為全球應(yīng)對氣候變化的重要舉措。CCUS工況極為復(fù)雜，對材料的耐蝕性、抗壓性等性能提出了極高要求，尤其是海上CCUS尚處起步階段，井上與井下裝備部件均迫切需要耐蝕特種材料的研發(fā)支撐。
特種鋼憑借其優(yōu)異的耐腐蝕性能與力學(xué)性能，在CCUS工程中扮演著關(guān)鍵角色。例如，在二氧化碳輸送管道與儲存容器制造中，特種鋼可有效抵御二氧化碳及伴生雜質(zhì)的腐蝕，確保管道與容器的安全運(yùn)行，降低泄漏風(fēng)險;在捕集設(shè)備關(guān)鍵部件制造中，特種鋼的高強(qiáng)度與良好加工性能，保障了設(shè)備的高效穩(wěn)定運(yùn)行，為CCUS技術(shù)大規(guī)模推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
五、未來綠色特鋼材料發(fā)展建議
展望未來，綠色特鋼材料發(fā)展路徑愈發(fā)清晰，可從以下四個維度著力推進(jìn)：
品種研發(fā)高端化：社會對產(chǎn)品特殊性能的追求，正驅(qū)動特鋼品種向高端化、極致化邁進(jìn)。在性能方面，需滿足強(qiáng)疲勞載荷(3GPa)、寬溫域(4K-973K)、極低溫(液氦環(huán)境)、耐液態(tài)金屬腐蝕/抗輻照(四代核電需求)等極端條件;在規(guī)格上，超大鍛件(百噸級)、特厚板(6300mm)、寬幅超薄帶(50.1mmx1500mm)、無縫管材(ф1100mmx50mmx10m)等特殊規(guī)格需求不斷涌現(xiàn)。企業(yè)應(yīng)摒棄“大而全”思維，聚焦特色產(chǎn)品研發(fā)，打造差異化競爭優(yōu)勢，方能在激烈市場競爭中脫穎而出。
構(gòu)建研發(fā)新范式：“密集數(shù)據(jù)+人工智能”正重塑特鋼新材料研發(fā)模式。數(shù)據(jù)與AI作為材料基因工程核心，已在超高強(qiáng)度鋼、高溫合金等材料研發(fā)中初顯成效。借助前期積累的海量特鋼材料性能表征與工藝數(shù)據(jù)，通過人工智能算法挖掘數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，可實現(xiàn)材料性能預(yù)測與工藝優(yōu)化，大幅縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本。但需注意，數(shù)據(jù)質(zhì)量至關(guān)重要，應(yīng)確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性與一致性，避免數(shù)據(jù)離散或受污染，以充分發(fā)揮“數(shù)據(jù)+AI”的技術(shù)優(yōu)勢。
統(tǒng)籌產(chǎn)業(yè)發(fā)展：特鋼行業(yè)需強(qiáng)化礦產(chǎn)資源-特鋼材料-高端裝備全產(chǎn)業(yè)鏈統(tǒng)籌意識。一方面，保障礦產(chǎn)資源安全，優(yōu)化特鋼原材料供應(yīng)與工藝，降低對進(jìn)口資源的依賴;另一方面，加速先進(jìn)特鋼材料研發(fā)與應(yīng)用，提升裝備制造低成本競爭力，注重產(chǎn)品穩(wěn)定性與一致性提升，全力推進(jìn)超低排放改造，積極踐行綠色低碳發(fā)展理念，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展：推進(jìn)創(chuàng)新鏈與供應(yīng)鏈安全，實現(xiàn)特鋼數(shù)字化智能化協(xié)同發(fā)展。具體而言，可借助大數(shù)據(jù)協(xié)同技術(shù)，實現(xiàn)特鋼材料標(biāo)準(zhǔn)全生命期維護(hù);利用材料基因、模式識別與區(qū)塊鏈技術(shù)，挖掘異構(gòu)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián);基于價值函數(shù)、質(zhì)量遺傳與工序評價，構(gòu)建供應(yīng)鏈質(zhì)量分級評價體系。通過一系列數(shù)字化、智能化手段，提升特鋼行業(yè)創(chuàng)新能力與供應(yīng)鏈韌性，增強(qiáng)行業(yè)整體競爭力。
總之，特種鋼作為高端制造業(yè)的基石，正面臨著前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。在需求牽引與技術(shù)推動下，特鋼行業(yè)唯有堅定走高端化、綠色化、智能化發(fā)展之路，不斷創(chuàng)新突破，方能滿足各領(lǐng)域日益增長的高性能材料需求，為我國制造強(qiáng)國建設(shè)與“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)貢獻(xiàn)磅礴力量。
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