【微合金专访】陆匠心：用材之“长”才能实现“Right material in right Place”

前言： 《微合金化技术》杂志开展了汽车行业资深专家专访专题活动，本专题活动与中国汽车材料网联合实施，探讨中国汽车行业发展、轻量化、新材料开发及应用等主题，力争促进我国汽车行业技术进步和促进中国制造2025。本期我们邀请到了中国汽车材料领域知名专家、中国汽车工程学会常务理事、汽车材料分会副主任委员、宝钢研究院原副院长/汽车用钢国家重点实验室主任——陆匠心博士，与行业同仁交流宝钢汽车钢板开发历程及未来的发展方向。 宝钢研究院原副院长陆匠心博士   宝钢汽车钢板发展历程及对国内汽车轻量化发展的贡献       2000年以后中国汽车行业蓬勃发展，年产销量已多年跃居世界第一，其中以宝钢为首的汽车钢板材料供应商做了很大的贡献，宝钢的汽车技术一定程度上代表了中国汽车板最新先进的技术水平，陆院长我们介绍了宝钢汽车板的开发历程。       二十多年来，中国的汽车用钢与汽车行业共同发展，从品种、质量到产量都基本满足了我国汽车迅猛发展的需求。宝钢从20世纪90年度初开始研发生产汽车板，至20世纪末约十年的时间是宝钢逐步建立汽车板产-销-研体系的过程，并开始向汽车行业大批量稳定供货的阶段。         在这阶段中，宝钢实现了IF超深冲钢板、O5表面外覆盖件钢板等高等级、高品质汽车钢板的稳定生产；进入21世纪后，宝钢汽车板更加快速的发展，宝钢汽车板以“高强度/镀锌/外板”作为研发和生产的重点发展方向，在品种和质量上实现了更高、更大范围的突破。         2005年宝钢汽车板获行业特等奖，2006年宝钢汽车板获国家科技进步一等奖，标志着宝钢汽车板达到了国际先进的水平；宝钢持续实施并进一步规划汽车板的发展战略，完善汽车板品种系列，提升汽车板产能和供货能力，在国内汽车快速发展中始终保持冷轧汽车板50%以上的市场份额。         谈到国内轻量化的进展，宝钢的汽车板技术的开发可以说功不可没。近十年内，宝钢聚焦汽车轻量化发展趋势，重点围绕先进高强和超高强度汽车用钢，开展产品研发、生产技术和应用技术研究，高强度高等级的汽车钢板产量迅速上升，多个超高强度汽车钢产品实现国际首发，一些超高强度汽车钢产品达到国际领先水平。         在众多轻量化材料中，高强度钢的应用推广是近些年最适合中国国产汽车轻量化需求的首选材料，可以说，宝钢汽车板的开发有力的支撑了中国汽车工业轻量化技术的发展。         良好的技术是基础，优质的服务和合作模式也是必不可少的。陆院长介绍道：宝钢加强与汽车行业的合作，大力开展EVI工作，有力支撑了产品应用水平的提高。未来，宝钢将致力于成为“汽车材料供应商”，向汽车厂提供“汽车用材整体解决方案”。为此，宝钢将更加努力地在产品制造能力、营销服务模式、材料创新及应用拓展上做好工作。   微合金化是汽车钢板性能提升的有效途径         关于铌微合金化的作为问题，陆院长指出：铌微合金化技术已被钢铁行业普遍采用，铌微合金化技术主要产生的作用一是对改善材料组织，提高产品性能有显著的效果；二是改善产品在制造过程中的组织变化行为，扩大产品对制造工艺的适应性。         中信微合金化技术中心与宝钢很早便在汽车板方面开展合作，包括IF钢、车轮钢、热成形钢等，通过铌微合金化技术有效地改善了宝钢相关汽车用钢钢种的性能，也为宝钢赢得了市场，这也是一个合作共赢的过程。         铌微合金化技术如何进一步为汽车用钢的发展发挥作用，陆院长也给我们提出了专业的建议：“以下游需求为导向，从汽车工业发展对材料提出的要求来拓展铌微合金化技术的应用。”当前汽车业对用钢的要求一是围绕轻量化和加工工艺要求的性能提升，二是围绕降低制造成本的材料价格下降。分析汽车各类零部件承担的功能及其对制造材料的要求，结合铌微合金化技术的优势作用来进一步拓展产业合作的方向。         “目前在有较大轻量化和性能水平提升需求和潜力的汽车底盘件、商用车结构件、高韧性耐疲劳件的材料上，铌会有很大的应用拓展空间；在优化产品结构和降低制造成本方面，铌微合金化技术可在钢铁短流程工艺生产高等级产品，以及替代冷轧汽车钢板产品的薄规格热轧板及其镀层板产品的应用上发挥优势。”在微合金化与汽车钢结合方面陆院长给出了具体的应用方向。   产业链EVI的合作模式需要在实践探索和完善         EVI（Early Vendor Involvement 早期供应商介入）是汽车厂及其供应商之间的一种合作模式。         宝钢在90年代中期学习了这一模式，并通过实践和创新，在中国率先建立起了一套适合中国实际的与汽车厂开展技术合作的工作模式。宝钢汽车板EVI的工作理念是以用户为中心，为用户解决问题，汽车板工作团队的每个成员都秉承这个理念开展工作，从工作策划到工作方法都体现这一理念。         陆院长概况了宝钢的EVI模式和方法的关键词：“项目化”、“两导向”、“双负责”、“三层次”、“四收效”、“五阶段”、“九步骤”。EVI有过程的管理与推进，结果的评估与反馈。          基于上述模式和方法，宝钢汽车板EVI工作可以说是收获满满：“宝钢汽车板EVI产生的是供需共赢的价值，通过这种工作模式，用户的问题和需求可以更快、更直接地传递到供应商，用户解决材料问题有了依靠和帮手，公司内团队协同，资源共享的工作机制，工作有效性大大提高；EVI是市场营销层面的工作，而宝钢通过实施EVI，更多地得到了战略意义的收获。”         关于未来EVI模式如何进一步发展，陆院长指出：“任何事物都必须发展才能有持续的生命力，EVI的模式和内容必须不断开拓和创新，才能适应用户的发展和市场变化。我认为，EVI本不是局限于一对一供需之间的事，EVI是一个开放的平台，在信息化和共享经济快速发展的时代，参与方越多越能提升EVI的水平和能力。”         另外中信作为行业第三方也一直推动材料供应商的EVI进程，比如铌轻量化解决方案、汽车正向选材等，对于中信金属工作，陆院长也给予了肯定：“中信金属公司长期致力于铌合金技术的应用推广，我十分赞赏中信金属以EVI的工作思路和视角，探索推进铌技术发展的新路径。这种新模式将建立起中信、钢厂、汽车厂之间新的资源价值衔接，从产品的用户端发现铌微合金化技术的新需求，中信金属可发挥铌微合金化技术的资源优势，与钢厂和汽车厂合作开发材料新功能，提供轻量化解决方案新路径。”   用材之“长”才能真正实现“Right material in right Place”         当今，可选择的轻量化材料很多，但每种材料都存在应用的短板，有些材料是工艺性能不足，有些材料是成本较高，还有些材料的服役可靠性不够高。现阶段，钢铁材料作为轻量化材料相当的不足之处是比重相对较大。应用不同材料是要支撑实现最终的产品市场化目标，一个有效的汽车用材解决方案不仅要实现轻量化目标，还要满足成本、功能等目标的要求。         如何实现“合适的材料用在合适的地方”，陆院长指出：”需要形成材料解决方案的能力，将工作做得足够深入，材料、工艺、设计三方面结合得足够紧密，‘合适的材料用在合适的地方’是能够做到的”。面对轻量化路径中的多材料选择，陆院长给出了一下几点建议：   1）各种轻量化材料：高强钢、轻金属、非金属复合材料，在应用中存在取舍竞争是必然的。但这些材料的性/价特征使它们在应用中都能找到具备优势的“合适地方”，从而几种材料在应用上保持着长期“和平共处”。所以，各材料领域首先要做的是在应用端将自身材料的功能开发出来、水平提升上去，而不是从材料学的角度比拼“长”“短”。   2）“稳定”是材料在批量化应用中至关重要的问题。“稳定”就是可靠性，“稳定”才能提供选材的依据。钢铁材料依托长期的生产和使用积累，材料性能和服役性能的稳定性居于其它材料之上。当然，各钢铁生产厂家仍需在产品性能稳定性上继续努力，使钢铁材料在量大面广的应用领域内保持主体地位。         从满足轻量化的材料特性看，钢铁产品升级换代的黄金时期已经过去。钢铁材料在轻量化应用领域的发展潜力和空间在哪里？亲历中国汽车钢发展历程的陆院长也提出了自己的想法：“一是基础雄厚的钢铁材料学、产品制造技术、二次深加工技术和应用技术；二是钢铁材料在应用中包容其它材料，实现多材料满足应用功能的技术能力；三是钢铁复合材料技术，向其它材料领域跨出一步。”   编后：        单一行业的技术进步离不开跨产业合作，创新产业链技术合作模式，是激发合作各方合作动力，实现价值最大化的有效途径。在推动我国轻量化技术进步方面，中信金属与中国汽研作为第三方研究机构一直进行有效的合作，致力于汽车轻量化的发展，为国内相关产业带来先进的材料、技术与解决方案，为汽车轻量化研究做出杰出的贡献。     个人简介：       陆匠心，东北大学材料加工工程工学博士，现任汽车用钢开发与应用技术国家重点实验室主任。长期从事钢铁产品的研发与管理工作，在冷轧薄板生产技术，特别是汽车钢板技术领域开展了深入的研究工作，具备多年的技术积累。带领团队研究开发全系列冷轧汽车用钢产品，使我国汽车板产品跻身国际先进水平；带领团队深入研究汽车板应用技术，在国内率先采用EVI模式与汽车厂开展广泛的技术合作，推进了国内汽车用钢应用水平的提升。         领衔或参与的十多个项目获国家级、上海市、中国冶金行业、中国机械行业科技进步奖。目前兼任的社会学术职务有：中国汽车工程学会常务理事、汽车材料分会副主任委员、上海市金属学会常务理事、材料技术委员会主任等。