以(yi)“新一代(dai)鋼鐵材料的重大基礎(chu)研究”“超超臨(lin)界(jie)火電(dian)機(ji)組(zu)鋼管創新研制與應用”和(he)“壓水堆核電(dian)站核島主(zhu)設備用鋼關鍵技(ji)術”為代(dai)表的技(ji)術開發工作，為鋼鐵工業技(ji)術進步及國民(min)經(jing)濟發展作出了突出的貢獻。
一、新一代鋼(gang)鐵材料的重大基礎研究
“新一(yi)代鋼鐵(tie)(tie)材料的(de)(de)(de)重大基(ji)礎研(yan)究(jiu)”作(zuo)為(wei)國家(jia)首批“973計(ji)劃”項目。翁(weng)宇慶院士帶領團隊(dui)通過晶粒細(xi)化和潔凈化提高微(wei)合(he)金(jin)(jin)(jin)鋼的(de)(de)(de)強(qiang)度和韌(ren)性(xing)開展(zhan)了(le)基(ji)礎研(yan)究(jiu)，研(yan)究(jiu)發現(xian)(xian)了(le)奧(ao)氏體(ti)熱(re)變(bian)(bian)形可以誘導（強(qiang)化）鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)（DIFT），提出(chu)(chu)了(le)形變(bian)(bian)誘導鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)理論(lun)；分(fen)析了(le)厚(hou)板坯連(lian)鑄連(lian)軋工(gong)藝中出(chu)(chu)現(xian)(xian)納米尺(chi)寸(cun)析出(chu)(chu)物促進超(chao)(chao)細(xi)晶現(xian)(xian)象(xiang)，對(dui)(dui)貝氏體(ti)鋼提出(chu)(chu)了(le)形變(bian)(bian)誘導析出(chu)(chu)和中溫(wen)轉變(bian)(bian)控制理論(lun)；對(dui)(dui)高強(qiang)度合(he)金(jin)(jin)(jin)結(jie)構鋼移除了(le)抗延遲斷裂理論(lun)。工(gong)藝技(ji)術(shu)上介紹了(le)實現(xian)(xian)超(chao)(chao)細(xi)品鋼強(qiang)韌(ren)性(xing)的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)應工(gong)藝，如超(chao)(chao)細(xi)鋼的(de)(de)(de)化學冶金(jin)(jin)(jin)、凝(ning)固冶金(jin)(jin)(jin)、電磁冶金(jin)(jin)(jin)、焊接技(ji)術(shu)等(deng)。該項目2004年榮獲國家(jia)科技(ji)進步獎一(yi)等(deng)獎。
為了解決鋼鐵材料在高強度條件下獲得優異塑性和韌性問題，董瀚教授帶領團隊提出了“高性(xing)能鋼的M3組織調控理論和技術”，闡明了M3組織強化和韌塑化機理，解決了強度提高導致塑性和韌性下降的問題。通過研究亞穩奧氏體在變形過程中的演變規律，發現隨亞穩奧氏體含量提高和穩定性降低，材料動態加工硬化率逐步提高，推遲了頸縮產生，大幅提升了塑性和抗拉強度，從而明確了亞穩奧氏體含量與穩定性是強塑積調控的關鍵因素，為高強塑積第三代汽車鋼研發提供了理論基礎；基于界面增強和增韌原理，提出通過調控層狀超薄奧氏體及其相變后形成的超薄馬氏體板條塊，能夠同時提高強度和韌性，為屈服強度1000兆帕級、沖擊功200焦低合金鋼研發指明了方向。
在(zai)(zai)該(gai)(gai)項目(mu)M3組織調控及強(qiang)韌(ren)塑化機理研究(jiu)基礎上，創新發(fa)明(ming)了高強(qiang)塑積第三代(dai)汽(qi)車鋼(gang)和新一代(dai)高強(qiang)高韌(ren)塑性低合金(jin)鋼(gang)，實(shi)現了在(zai)(zai)汽(qi)車、管線(xian)、橋梁等(deng)領域的應用。該(gai)(gai)項目(mu)研發(fa)成果創新發(fa)展了鋼(gang)鐵物理冶金(jin)理論(lun)(lun)，為未來高性能鋼(gang)鐵材(cai)料研發(fa)提供理論(lun)(lun)指導(dao)。
2018年“基于M3組織調控(kong)的鋼鐵材(cai)料基礎理論研究與高性能鋼技(ji)術(shu)”獲得國(guo)家技(ji)術(shu)發明獎二等獎。
二(er)、超(chao)超(chao)臨界(jie)火電機組鋼管創新研制與應用
600℃超超臨界技術是迄今世(shi)界最(zui)先進商(shang)用燃煤發(fa)電技術，其(qi)研發(fa)瓶頸是25Cr、18Cr和9Cr高壓鍋(guo)爐管。主要技術難(nan)點：1. 我(wo)國不掌(zhang)握材料成分最(zui)佳配(pei)比和生產(chan)過程控(kong)制(zhi)技術； 2. 國外25Cr管高溫(wen)持(chi)久強(qiang)度(du)低(di)、韌性(xing)差，18Cr管晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)傾(qing)向嚴重、抗(kang)蒸(zheng)汽腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能差，9Cr管含(han)δ鐵素體，持(chi)久強(qiang)度(du)低(di)，這是世(shi)界性(xing)題
鋼鐵研(yan)究(jiu)總院劉正東院士帶領團隊經二十余年研究和實踐，通過半定量化解構強韌化機制研究，發現關鍵元素在高溫加力長時過程中隨強韌化單元變化規律，建立其固溶度積和熱力學曲線，豐富和發展了耐熱鋼“多元素復合強化”設計理論；提出服役環境下優先失穩源問題和耐熱材料的“選擇性強化”設計觀點，為耐熱材料最佳成分范圍確定和生產工藝研發提供了理論基礎；突破了通過適度粗晶和強化晶界兼顧持久強度及抗蒸汽氧化性能關鍵技術，研發1250℃控溫控冷工藝調控析出相和晶粒尺寸；發現晶界碳化物粗化機理并利用硼晶界偏聚減緩其粗化速率，解決了持久強度和抗氧化難以兼顧難題，形成耐熱鋼管成套制造技術集成。
鋼鐵研究總院研發了高強韌25Cr鋼管成套生產技術，使持久強度提高的同時韌性提高3倍；確定了18Cr鋼管窄成分范圍和7～8級晶粒度控制方法，在保持持久強度和抗氧化性能的同時消除了晶間腐蝕；研發了9Cr鋼管無δ鐵素體成套技術，打破國外產品壟斷，十余年間國產高壓鍋爐管國內市場占有率從27％躍升到86％、國外市場占有率從無到25％，徹底改變了世界耐熱(re)鋼(gang)管市場格局，使我國電站耐熱鋼管采購費降低45％，電站單位造價降低20％。至2016年底，我國已建600℃電站約200吉瓦（占全球90％以上），節煤減排效果非常顯著，中國已成為燃煤發電技術領先的國家。
鋼(gang)鐵研究總院自主研發了低合金(jin)耐熱(re)鋼(gang)G102、馬氏體耐熱(re)鋼(gang)G115?、耐熱(re)合金(jin)C-HRA-1?、C-HRA-2?和C-HRA-3?等，成(cheng)(cheng)功建(jian)(jian)立了630～700℃超(chao)(chao)超(chao)(chao)臨(lin)界燃煤鍋(guo)爐管耐熱(re)材料體系，并完成(cheng)(cheng)了電站鍋(guo)爐建(jian)(jian)設所需上述(shu)新耐熱(re)材料全部尺寸規格(ge)鍋(guo)爐管的(de)工業制造。
三、壓水堆核(he)電站(zhan)核(he)島主設備用鋼關鍵(jian)技術
壓(ya)水堆(dui)是核電(dian)主體，我國(guo)已建56臺核電(dian)機(ji)組(zu)中53臺為壓(ya)水堆(dui)。世(shi)界最先進(jin)第三(san)代壓(ya)水堆(dui)首(shou)堆(dui)均在我國(guo)建設(she)，其高(gao)安全、長壽(shou)期、大型一(yi)體化設(she)計對(dui)核島主設(she)備（包括壓(ya)力容器、蒸發(fa)器、主管道(dao)、傳(chuan)熱管等）材料技術提出前所未有挑(tiao)戰，其成分優化和制造工(gong)藝是世(shi)界性工(gong)程科(ke)技難題。
經長期探索(suo)和(he)工程(cheng)實踐，鋼(gang)鐵研究(jiu)總院發現影響核(he)島(dao)大(da)鍛(duan)件(jian)韌(ren)性和(he)退火(huo)后強韌(ren)性的本(ben)質因素，突破300～600噸級鋼(gang)錠(ding)超大(da)鍛(duan)件(jian)韌(ren)性提升和(he)退火(huo)后強韌(ren)性優(you)化匹配控(kong)制關鍵技術，確(que)定(ding)了(le)滿足安(an)全(quan)、長壽、大(da)型(xing)一體化核(he)島(dao)超大(da)鍛(duan)件(jian)綜合性能(neng)(neng)要求的極(ji)窄成分范圍。研究(jiu)冶煉一澆注(zhu)新方法，改善(shan)了(le)大(da)鋼(gang)錠(ding)偏析和(he)夾(jia)雜，自主(zhu)研制超大(da)特厚(hou)異形大(da)鍛(duan)件(jian)研究(jiu)專用裝(zhuang)置，建立(li)制造(zao)過程(cheng)熱(re)-力-組織-性能(neng)(neng)對(dui)應關系，解決了(le)鍛(duan)造(zao)開裂、晶粒控(kong)制和(he)性能(neng)(neng)均衡提升難題(ti)，形成核(he)島(dao)主(zhu)設備材料成套生產技術集成。
鋼鐵(tie)研究總院成功(gong)研制壓(ya)力容器和(he)蒸發(fa)器全(quan)套(tao)508-3鋼大鍛件(jian)、世界(jie)首(shou)批(pi)異型(xing)整鍛316LN不(bu)銹鋼主管(guan)道大鍛件(jian)、世界(jie)首(shou)批(pi)堆內F6NM鋼壓(ya)緊彈簧環鍛件(jian)和(he)690合金U型(xing)傳熱管(guan)等，保障了(le)先進三(san)代(dai)壓(ya)水(shui)堆核(he)電(dian)(dian)首(shou)堆建設，國(guo)內市場占有率從(cong)零躍升到90％以上(shang)，主導了(le)我(wo)國(guo)核(he)島(dao)主設備(bei)材料市場定價權，使(shi)其采購價降低(di)(di)60％，核(he)電(dian)(dian)工程單位造價降低(di)(di)30％，全(quan)面實(shi)現了(le)壓(ya)水(shui)堆核(he)島(dao)主設備(bei)材料技(ji)術(shu)產業化，推(tui)進我(wo)國(guo)成為世界(jie)核(he)電(dian)(dian)技(ji)術(shu)和(he)產業中心。
