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提名国家科技进步一等奖:吉帕级高性能汽车钢板制造关键技术及其产业化

原标题:提名国家科技进步一等奖:吉帕级高性能汽车钢板制造关键技术及其产业化

2019年度国家科学技术奖提名工作已结束,国家科学技术奖励工作办公室共收到有关单位和专家提名的国家自然科学奖项目295项,国家技术发明奖项目298项(通用项目239项,专用项目59项),国家科学技术进步奖项目956项(通用项目784项,专用项目172项)。

根据《国家科学技术奖励条例实施细则》的规定,对形式审查合格的2019年度国家自然科学奖项目290项、国家技术发明奖通用项目234项以及国家科学技术进步奖通用项目767项予以受理,在科技部网站和国家科学技术奖励工作办公室网站同时公布。专用项目在一定范围内公布。形式审查不合格项目28项不予受理,其中国家自然科学奖5项,国家技术发明奖5项(通用项目),国家科学技术进步奖18项(通用项目17项,专用项目1项)。

《吉帕级高性能汽车钢板制造关键技术及其产业化》项目由宝钢股份、上汽集团、同济大学、上海交大牵头,中国钢铁工业协会提名国家科技进步奖一等奖。

提名单位意见

吉帕钢是指抗拉强度不小于1000MPa的超高强钢,是钢铁行业的技术制高点,在国家相关部委大力支持下,宝钢、上汽、同济大学和上海交大组成产学研用联合团队,从钢铁材料机理、设计、稳定制造和示范应用等方面开展了系统研究和产业化应用。揭示了吉帕钢多相组织下亚稳奥氏体形态调控的物理冶金机理,国际领先开发了QP钢产品成套技术;国际同步开发了吉帕级冷冲压和热冲压全系列产品成套技术;率先开发了吉帕钢稳定制造关键工艺与装备技术;率先开发和示范了吉帕钢使用关键技术。 该成果总体达国际领先水平,制定国际用户标准1项、国家标准2项、汽车工业行业技术规范5项,已获得授权发明专利42件,发表科技论文102篇,获2018年冶金科学技术奖特等奖。 项目产品已广泛应用于国内欧系、美系、日系和自主品牌汽车制造,并批量出口欧美,累计生产141万吨,国内市场占有量60%以上;研究成果成为胜诉美国337调查的主要证据。 该项目是钢铁行业践行供给侧结构性改革的典范,使宝钢成为国际上首家具备批量供应三代汽车用吉帕钢的钢铁企业。全钢制概念白车身(BCB)可减重10%~20%,标志着我国汽车钢板技术跃居国际领先行列,推动了钢铁行业产业升级和汽车轻量化水平提升,经济、社会和环境效益显著。 该项目内容真实、符合填写要求,申报经各单位协商,完成单位、完成人排序无异议,我会已按要求公示无异议。 特提名国家科学技术进步奖一等奖。

提名该项目为国家科技进步奖一等奖

项目介绍及推广应用情况

主要知识产权证明目录(第一完成人在纸质提名书签名):

主要完成人

1.姓名:储双杰

排名:1

行政职务:副总经理(常务)

技术职称:教授级高工

工作单位:宝山钢铁股份有限公司

对本项目技术创造性贡献:项目总负责人。负责并具体推进整个项目的总体策划、项目目标及技术方案顶层设计、项目运行组织与实施、项目运行所需资源配置和产品应用推广。推进吉帕钢在宝钢内部的生产技术方案实施和装备的自主集成改造,率领课题组解决研发过程中吉帕钢铸坯裂纹、夹渣、钢板表面质量、板形、性能均匀性控制及大生产稳定制造等各种疑难问题,深入开展吉帕钢显微组织、力学性能和断裂行为的研究,定期走访国内外著名汽车用户并及时解决吉帕钢用户使用中遇到的各种难题,动态协调项目组不同单位之间研发进度。对本项目科技创新点2和3有突出贡献,为我国吉帕钢的开发和应用推广做出了重要贡献。

曾获国家科技奖励情况:2013年,低温高磁感取向硅钢制造技术的开发及产业化,国家科技进步奖,一等奖,排名:第四,证书号码:2013-J-21501-1-01-R04

2.姓名:王利

排名:2

行政职务:国家重点实验室副主任

技术职称:教授级高工

工作单位:宝山钢铁股份有限公司

对本项目技术创造性贡献:是本项目科技创新1和2的主要研发人。牵头负责了QP钢和热冲压用钢的开发,国际上首次提出了针对高延伸率QP钢的铁素体、马氏体和亚稳奥氏体的三相组织设计,揭示了块状和薄膜状亚稳奥氏体共存的状态是获得QP钢高延伸率的关键,据此国际首发了QP钢系列产品并形成批量产业化应用,扭转了我国汽车用钢长期跟随的局面,实现了部分领跑。作为主要起草人编制了1项国家标准和3项行业标准,作为主要证人为赢得337案件做出了贡献。为我国吉帕钢的开发和汽车轻量化的应用推广做出了突出贡献。

曾获国家科技奖励情况:获得2005年国家科技进步一等奖和2012年国家技术发明二等奖: 1)2005年,宝钢高等级汽车板品种、生产和使用技术的研究,国家科技进步奖,一等奖,排名:第三,证书号码:2005-J-215-1-01-R03。 2)2012年,先进高强度薄带钢柔性制造技术和装备,国家技术发明奖,二等奖,排名:第二,证书号码:2012-F-307-2-03-R02。

3.姓名:朱晓东

排名:3

行政职务:无

技术职称:教授级高工

工作单位:宝山钢铁股份有限公司

对本项目技术创造性贡献:是本项目科技创新2的主要研发人。具体负责双相钢和马氏体钢的研究和开发工作,在成分设计、工艺设计、组织和相变以及力学性能控制方面均取得多项成果。研制成功不同级别的吉帕级以上先进高强钢9个牌号,并实现批量工业生产。在汽车用先进高强钢的产品性能提升和质量改善方面进行了深入研究,在强度稳定性控制技术、弯曲扩孔性能提高方面取得一系列研究成果,拓展了吉帕级冷轧双相钢和马氏体钢的商业应用领域。

曾获国家科技奖励情况:获得2012年国家技术发明二等奖一项: 1)2012年,先进高强度薄带钢柔性制造技术和装备,国家技术发明奖,二等奖,排名:第五,证书号码:2012-F-307-2-03-R05。

4.姓名:林建平

排名:4

行政职务:无

技术职称:教授

工作单位:同济大学

对本项目技术创造性贡献:是本项目科技创新4的主要研发人。主要完成了针对吉帕钢汽车安全构件的制造/服役性能的关键技术,开发了形/性协同控制的零件设计优化关键技术。提出了吉帕钢成形、碰撞及使用特性表征指标及其测试方法。开展了激光拼焊板成形中的原理及应用关键技术研究,提出了拼焊板零件合理的设计方法与应用示范。与宝钢、上汽泛亚共同完成了吉帕钢在上汽通用车型上的应用示范。

曾获国家科技奖励情况:无

5.姓名:徐伟力

排名:5

行政职务:无

技术职称:高级工程师

工作单位:宝山钢铁股份有限公司

对本项目技术创造性贡献:是本项目科技创新4的主要研发人,主要策划了国际领先的绿色先进热冲压技术攻关与研发示范,创新构建了热-力-相变耦合的热冲压本构模型和基于热流力场分析的模具疲劳寿命预测模型,组织创建并技术支撑宝钢年产400万件的绿色先进热冲压示范工厂。牵头开发汽车车身结构-材料-工艺的创新集成技术,完成吉帕钢示范应用-宝钢超轻型钢制白车身BCB的研发,实现了“性能-轻量化-成本”的平衡。

曾获国家科技奖励情况:2005国家科学技术进步奖二等奖: 2005年,轿车覆盖件精益成形技术及其应用,国家科学技术进步奖,二等奖,排名:第五,证书号码:2005-J-216-2-09-R05。

6.姓名:金学军

排名:6

行政职务:无

技术职称:教授

工作单位:上海交通大学

对本项目技术创造性贡献:是本项目科技创新1的主要参加人。重点聚焦QP钢的冶金机理,设计了马氏体、铁素体和亚稳奥氏体三相组织、制定调控技术路线和实验验证。5种方法对多相组织中亚稳奥氏体表征,提出磁性方法和X射线衍射相结合方法获得亚稳奥氏体的精确测量结果。系统地表征了QP钢在不同温度力学性能,获得了亚稳奥氏体的热机械稳定性规律。

曾获国家科技奖励情况:无

7.姓名:鲍平

排名:7

行政职务:无

技术职称:工程师

工作单位:宝山钢铁股份有限公司

对本项目技术创造性贡献:是本项目科技创新4的主要参加人。重点负责吉帕钢的需求识别、汽车厂认证、同汽车厂的先期介入(EVI)、技术合作和市场推广等工作。重点参与了吉帕钢产品的开发与质量改进,参与了超轻型钢制概念白车身BCB的策划、研发和技术推广工作,为吉帕钢快速推向市场实现产业化做出了贡献。

曾获国家科技奖励情况:无

8.姓名:叶又

排名:8

行政职务:无

技术职称:高级工程师

工作单位:上海汽车集团股份有限公司

对本项目技术创造性贡献:是本项目科技创新4的主要参加人。重点负责吉帕钢特别是QP钢的应用研究,推动通用汽车发布第三代高强钢全球标准(GMW17627)。主导QP钢在国际上率先成功批量应用于上汽集团泛亚汽车技术中心自主开发多款热销车型,如雪佛兰乐风RV, 全新一代GL8,GL6等,在实现了20%的零件减重成果基础上,实现了五星级碰撞安全等级。相关车型在国内系分市场获得了极高的市场认可。

曾获国家科技奖励情况:无

9.姓名:熊伟

排名:9

行政职务:无

技术职称:工程师

工作单位:宝山钢铁股份有限公司

对本项目技术创造性贡献:是本项目科技创新1、2、3的主要参加人。负责产品一贯制工艺,进行吉帕钢稳定制造关键工艺的研究,参加QP钢的钢质类缺陷改进;针对热镀锌表面质量缺陷,牵头进行前工序的调查,并采取有效措施减少缺陷的发生;针对高厚度精度的吉帕钢,牵头进行热轧和冷轧工艺优化,提高厚度精度的控制能力;针对吉帕钢的性能稳定性,牵头进行工艺改进。

曾获国家科技奖励情况:无

10.姓名:姜正连

排名:10

行政职务:无

技术职称:教授级高工

工作单位:宝山钢铁股份有限公司

对本项目技术创造性贡献:是本项目科技创新3的主要负责人。重点负责吉帕钢的冷轧轧制工艺开发,提出了吉帕钢常规连轧+单机架组合的技术方案,在吉帕钢的冷轧轧制润滑、辊形优化、单机架机型稳定高速轧制以及带钢产品表面质量控制等方面作出贡献并形成相关创新成果。

曾获国家科技奖励情况:无

11.姓名:钟勇

排名:11

行政职务:无

技术职称:高级工程师

工作单位:宝山钢铁股份有限公司

对本项目技术创造性贡献:是本项目科技创新1和2的主要参加人。主要负责QP钢和TWIP钢的产品开发和应用推广工作。在QP钢方面,实现了宝钢的3个首发产品,综合性能为目前国际商业化产品最高水平,获得了欧、美、日系及国产品牌多个汽车厂和零部件厂的认可,并已实现大规模商业化应用。近三年QP钢供货量超过30000吨,经济效益与社会效益显著。在TWIP钢方面,开发了具有宝钢自主知识产权的稀土系TWIP产品,并在FCA车型上实现商业化应用,使宝钢成为全球第二家具备该类钢种供货能力的钢厂。

曾获国家科技奖励情况:无

12.姓名:陈新平

排名:12

行政职务:无

技术职称:教授级高工

工作单位:宝山钢铁股份有限公司

对本项目技术创造性贡献:是本项目科技创新4的主要技术参加人。负责超高强钢综合使用性能评价技术和冷冲压成形技术研究,形成了针对不同材料、不同零部件成形的系统评估技术;建立了零件回弹、拉毛特性和吸能效应的评估方法和规范,负责高强钢应用手册编写和吉帕钢性能数据库的建立。

曾获国家科技奖励情况:2005国家科学技术进步奖二等奖: 2005年,轿车覆盖件精益成形技术及其应用,国家科学技术进步奖,二等奖,排名:第七,证书号码:2005-J-216-2-09-R07。

13.姓名:黄宗斌

排名:13

行政职务:无

技术职称:教授级高工

工作单位:上海汽车集团股份有限公司

对本项目技术创造性贡献:是本项目科技创新4的主要技术参加人。协调组织研究吉帕级量产车身零件结构设计与优化技术,策划指导绿色先进热冲压零件设计标准建立及零件服役性能研究,推动绿色先进热冲压技术在五菱百万平台量产车型上的实施与应用,实现成本可控的五菱整车品质性能的提升。

曾获国家科技奖励情况:无

14.姓名:徐嘉春

排名:14

行政职务:无

技术职称:工程师

工作单位:宝山钢铁股份有限公司

对本项目技术创造性贡献:是本项目科技创新3的主要技术参加人。重点负责吉帕钢在热轧工序的制造和研究,优化吉帕钢的轧制和温度工艺,解决了吉帕钢强度过高而导致的精轧、卷取废钢难题,提升了吉帕钢的热轧工序批量、稳定化的生产能力;通过优化吉帕钢轧制过程的除鳞道次、精轧机架水、BH和EH使用策略、层冷模式控制、卷取机低压水管控和卷取后的冷速控制等举措,有效改善了热卷的组织性能均匀性;

曾获国家科技奖励情况:无

15.姓名:胡暑名

排名:15

行政职务:无

技术职称:高级工程师

工作单位:宝山钢铁股份有限公司

对本项目技术创造性贡献:是本项目科技创新3的主要技术参加人。对吉帕钢在炼钢生产、质量控制上做出积极的贡献。负责保护渣改进、结晶器锥度优化、足辊与弯曲段辊缝收缩技术研发、扇形段对弧精度改善等方面,开发出板坯细晶粒、低应变、高塑性的裂纹控制技术。

曾获国家科技奖励情况:无

主要完成单位及创新推广贡献

1.单位名称:宝山钢铁股份有限公司

单位贡献:宝山钢铁股份有限公司作为国际上著名钢铁制造公司及最主要的汽车钢板生产企业,国内汽车板市场占有率超过50%,长期在汽车板领域开展持续技术创新工作,拥有“汽车用钢开发与应用技术”国家重点实验室。吉帕钢作为汽车用钢的技术制高点,先后受到国家973计划、十二五专项和上海市高新技术产业化等重点项目的支持;同时宝钢自身也不惜重金投入,从2010年起牵头组织上海汽车集团股份有限公司、同济大学和上海交通大学等国内知名院校,成立“产学研用”联合项目组,针对吉帕钢的冶金学机理、产品研制、稳定制造和应用示范等关键技术开展系统研究与产业化应用。项目运行期间,宝钢依托国家重点实验室的开放平台、宝钢-用户联合实验室等多种方式,先后投入十三亿元研发经费用于吉帕钢关键制造技术和产业化研发工作。开发了国际领先的吉帕钢全系列产品成套技术、稳定制造关键工艺与装备技术以及用户使用技术,实现了全系列吉帕钢产品大规模稳定制造及汽车行业产业化应用,2010~2018累计向全球汽车整车及零部件厂供应各种吉帕钢产品141万吨,实现减排215.4万吨二氧化碳。宝钢牵头应诉美国的“337调查”并取得胜利,捍卫了中国钢铁行业的尊严和中国钢铁产品的品牌形象,确保了我国钢铁行业的产业安全。吉帕钢的成功开发,实现了我国汽车钢板“从跟跑、并跑、到领跑”的历史性跨越,为中国钢铁工业转型升级、钢铁与汽车行业的节能减排做出了突出贡献。

2.单位名称:上海汽车集团股份有限公司

单位贡献:通过本项目与宝钢就吉帕钢在上汽的应用开展系统合作研究。在上汽泛亚汽车技术中心,重点建立了QP钢用户标准,从汽车用户的角度完成材料的全面技术评估,并且根据QP钢特点建立了零件应用策略、设计方案以及应用技术解决方案。2015年在国际上首次将QP钢批量应用于上汽集团泛亚汽车技术中心自主开发的雪佛兰乐风RV中,并且在随后的多款车型中继续批量应用QP钢:如全新一代GL8,GL6等,取得优异的市场表现。以GL8为例,地板横梁采用了宝钢集团开发的QP980钢,在A柱和B柱、车顶横梁、门内防撞杆、雪橇板等部位都使用了吉帕级高强钢,实现了20%的零件减重,以及五星级碰撞安全评分。自从2016年11月发售至今,GL8销量不断刷新同期历史纪录,巩固了其国内豪华MPV细分市场的王者地位。并且在此基础上率先推动通用汽车发布第三代高强钢全球标准(GMW17627)。形成了第三代高强钢白车身应用策略,实现了从单个简单零件到多个复杂零件的跨越,引领示范了汽车行业轻量化选材新趋势。在上汽五菱汽车股份有限公司,重点开展了热冲压钢的应用研究,并合作建立了热冲压生产线。新设计的车上分别采用了4~8个热冲压零件,在轻量化的同时大大提升了自主品牌汽车的被动安全性能。

3.单位名称:同济大学

单位贡献:同济大学在本项目中主要负责了吉帕钢应用的基础研究。针对吉帕钢汽车安全构件的制造/服役性能的关键技术,研究了残余奥氏体在不同变形条件下的相变规律及稳定性,发明了屈服轨迹测试新技术,获得了国际领先的大应变屈服模型。率先开发了随动硬化模型参数测试与识别方法来描述吉帕钢复杂应变路径下的随动硬化,建立了第三代先进高强度钢多变量的动、静态本构模型,开发了形/性协同控制的零件设计优化关键技术。大大提高了吉帕钢成形过程中的应力应变计算精度和零件回弹的预测精度。针对吉帕钢使用的特性系统表征指标与评价在国内属于技术空白的问题,与宝钢、上汽泛亚共同研究,提出了吉帕钢使用特性表征指标及其测试方法,建立了相关的成形、碰撞和服役性能相关指标与评估方法,充实了吉帕钢使用性能数据库。开展激光拼焊板成形中的塑性力学行为、变形不均匀机理、成形极限、仿真及拼焊板零件设计等关键技术研究,建立了拼焊板成形极限图,提出了综合强度比的概念,给出了考虑协调变形关系的本构关系与数值仿真分析方法,提出了拼焊板零件合理的设计方法与应用示范。与宝钢、上汽泛亚共同完成了吉帕钢在上汽通用车型上的应用示范。

4.单位名称:上海交通大学

单位贡献:上海交通大学先进钢铁材料研究团队,徐祖耀院士领衔,从上世纪90年代起,持续数十年与宝钢中央研究院汽车用钢研发团队合作,支持宝钢研制和产业化先进高强钢。在吉帕级高强汽车钢的研制过程中,采用多种方法对多相组织中亚稳奥氏体的精确表征;马氏体、铁素体和亚稳奥氏体多相组织设计和精确调控技术路线制定和实验室验证;阐明了存在C配分情况下的马氏体转变动力学;实验揭示了C配分过程中存在马氏体和奥氏体相界面的移动。系统地表征了QP吉帕高强钢在不同温度区间的力学性能;获得了亚稳奥氏体的热机械稳定性规律;QP钢在300℃达到最佳力学性能。

内容来源:国家科学技术奖励工作办公室

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