2026年，恰逢高效轧制与智能制造国家工程研究中心（简称“中心”）三十华诞。三十年来，中心从自动化到智能化，走出了一条艰辛却亮眼的金属轧制技术国产化替代之路；从国内市场到“一带一路”，中心的工程实践从“中国应用”迈向“全球验证”。三十而砥，风华正茂，这三十年的匠心沉淀为冶金轧制领域铺开了一幅崭新的画卷，不仅铸就了中心坚实的技术根基与品牌口碑，更奠定了持续创新的底气。值中心成立三十周年之际，《世界金属导报》特此推出系列文章，旨在将中心三十年来精益求精的奋斗历程、敢为人先的破壁之举、与时俱进的转型节点、细节雕琢的丰硕成果呈与读者。

先进金属材料产品是高端装备自主可控与制造业升级的物质底座，从成分设计、工艺优化、应用技术到服役评价的全链条能力，决定了材料的综合性能基础。面向汽车、航空航天、海洋工程与能源输送安全等领域对材料性能的差异化需求，中心持续攻关，形成了集“成分设计与组织性能调控、加工与热处理工艺适配、先进成形与连接、深加工与服役性能评价”于一体的成套技术方案。相关技术已服务于50余家钢铁与有色企业，产品已覆盖先进高强与超高强汽车钢、高品质管线钢、极低温容器钢、高强韧工程机械用钢及船板等，并延伸至铝、镁、钛、铜等有色金属加工领域，支撑多家企业技术能力实现从仿制跟踪到自主设计、从单一品种到系列化、从性能达标到用户评价引领的跨越，为先进金属材料板带材的国产化水平提升提供可靠保障。

1 概述

随着新能源汽车轻量化与碰撞安全要求，以及高端装备、能源输送与海洋工程等领域对材料强度、韧性、耐蚀性与极端环境服役寿命的要求的不断提高，先进金属材料的自主开发与应用能力已成为高端制造的瓶颈之一。目前产品开发环节面临诸多制约：“成分-工艺-组织-性能”的跨尺度耦合调控困难，强度与塑性、成形性与焊接性之间此消彼长，单一工序的优化难以保证全流程组织均匀性与批次一致性，业内从研发到应用评价缺乏一体化协同，难以支撑高端用户的先期介入与迭代选材。

围绕上述共性瓶颈，中心先进材料团队持续深耕，形成了成分设计与工艺适配、组织与性能协同调控、深加工与服役性能全面评价的产品一体化成套解决方案。技术覆盖产品成分设计、热轧、冷轧、热处理、涂镀、成形、连接等全生产与应用链条，推动钢铁、有色金属产品迭代提升（见图1）。

图1   先进金属材料研发、产品与应用案例

2技术研发成果

2.1先进热轧板带钢产品开发

在国家重大需求的牵引下，在“973计划”、“863计划”、国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的支持下，中心与首钢、鞍钢、南钢等企业合作，开发出了系列高强工程机械用钢、NM450-NM700耐磨钢、高强度及耐蚀船板钢、X60-X100高等级及耐腐蚀管线钢、核电用钢、低成本Ni系及Mn系超低温服役液化天然气（LNG）及液氢储罐用钢等先进热轧板带钢产品。管线钢产品应用于国内西气东输工程，LNG储罐用钢通过六家船级社认证，工程机械与耐磨钢产品在全国各行各业工程建设中广泛应用。

2.2先进冷轧带钢产品开发

汽车行业对材料的强韧性、成形性、经济性提出了越来越高的要求，冲压结构件用钢需要兼顾更好的可设计性以及吸能或抗碰撞变形功能。与宝武集团、鞍钢集团、首钢集团、河钢集团、湖南钢铁集团等企业合作，中心开展了罩式退火、连续退火及连续热镀锌系列汽车用钢的研发，实现国内300-2400MPa级先进汽车钢产品自主研发与生产。系列技术既集中攻关超低碳深冲（IF）钢、低成本高强双相（DP）钢等行业需求大、利润高的品类，也聚焦具有高碰撞吸能能力的孪晶诱导塑性（TWIP）钢、淬火配分（QP）钢等具有先进材料理念的前沿产品，还重点关注响应新能源汽车制造新需求的增强成形性双相（DH）钢、高弯曲性能马氏体（MS）钢和热成形钢（PHS）等。中心助力开发的先进冷轧带钢产品广泛应用于家电、电气和汽车制造等领域，为我国现代制造业提供坚实的材料基础。

2.3先进有色金属产品开发

中心先进金属材料团队针对镁合金室温塑性变形能力差的问题开展攻关，面向航空业及消费电子产品对材料的轻质高强需求，开发出了国内宽幅镁合金带卷生产工艺技术，以及具有基面织构弱化特征的高成形性、高阻燃性镁合金；针对钛及钛合金低塑性、高变形抗力和高温氧化等生产难题及成本问题，研发钛材酸洗-冷轧-退火等成套工艺技术、高表面质量与高成形性能的钛板卷产品生产技术、钛铝金属间化合物包套轧制技术、钛钢轧制复合管材与板材产品等；针对铝合金在汽车工业应用中的强度、各向异性与内部质量缺陷等问题，开展宽幅铝板热连轧全过程的应变与温度场研究、铸轧质量控制研究，研发汽车大锻件用铝合金、一体化压铸铝合金及高性能铝合金晶粒细化剂等产品。相关技术和产品为航空航天、精密制造领域的特定需求提供了工业化解决方案。

2.4先进金属加工、连接与服役评价

中心先进金属材料团队针对先进高强汽车钢冷加工成形的成形裕度和稳定性难题，开展汽车板的成形性能评价、复杂路径对成形性能的影响、含亚稳相的材料冲压回弹预测、边裂敏感性评价方法等研究工作；针对新能源汽车的热气胀成形等先进工艺路径，开展高温材料本构与成形性、焊缝热成形性、残余应力演变等研究；针对先进金属材料的可靠连接需求，开展闪光焊、电阻点焊、激光拼焊、搅拌摩擦焊等焊接工艺评定、工艺优化，形成同种及异种金属可靠连接技术；针对极端环境服役需求，开展了不同环境介质下的应力腐蚀、超超临界机组长期服役、液氢温度及液氢真实环境服役等的材料评价与失效机理研究。相关技术为新能源汽车、超超临界发电机组、液氢球形储罐等重点需求的材料可靠应用提供理论基础与技术方案。

3技术应用案例

中心依托北京科技大学与首钢共建的汽车用钢联合研发中心（见图2），按照“同一个队伍、同一个目标、同一个机制、同一个任务”的指导思想，由首钢与北京科技大学互派工作人员组成一支专门的队伍，从事汽车用钢的核心技术研发，为首钢生产高品质汽车用钢提供技术支持。通过系统开展IF钢、烘烤硬化（BH）钢、DP钢、相变诱导塑性（TRIP）钢等系列汽车用钢的研发与应用研究，成功开发出600-1200MPa系列冷成形钢和1500-1800MPa热成形钢，同时解决了热成形零件组织精准调控、冷成形零件冲压回弹、双相钢成形能力不足、冲压开裂率高和可镀性差等共性难题，产品综合性能完全满足宝马、一汽-大众等高端用户的使用要求。通过联合办公、联合研发，有效地整合了研发力量，加强了人才队伍的培养，加速了科研难题的攻关，加快了企业产品结构调整和技术升级的步伐。

图2   北京科技大学与首钢共建的汽车用钢联合研发中心启动仪式

以此为基础，中心开启了在品种开发领域的校企合作新篇章，走出了一条高校科技成果产业化发展的特色之路。与邯钢合作，中心基于相变原理的汽车用高强钢组织性能精准调控技术，开发了系列汽车用钢产品，涵盖了热轧、冷轧、镀锌三大类60余个牌号，使得邯钢汽车板产品实现了从无到有的飞跃。与中铝瑞闽合作，中心基于材料基因工程技术开发了汽车外板用铝合金材料，并在高端铝合金智能化生产线实现生产。在波音公司连续六年的资助下，中心成功开发并轧制出成形性能优异的宽幅镁合金薄板，应用于商用飞机非结构件的制造。与南钢合作，基于极低温奥氏体材料稳定性与强韧化原理，中心一体化开发了液氢温度服役的低成本高性能高锰钢及其配套焊接熔敷金属，该材料的极低温韧性领先国外同类产品。

4 展望

未来，高端装备、新能源汽车、能源输送与海洋工程对材料性能极限、服役安全、绿色低碳、定制化生产和快速迭代能力将提出更高要求。中心先进金属材料团队将继续深化材料机理、计算设计能力与人工智能技术融合创新，进一步巩固成分-工艺-组织-性能的跨尺度全链条调控技术水平，推动材料开发工作更深入地参与用户选材、成形、连接与服役评价，加快高端材料品种推广应用。