中国的钨、稀土、钛的储量最丰富,为何特钢、合金、磁性的制造、加工,与欧美日相比,差距这么大呢?工艺的问题?

【钢市低迷 】 日本的钢材,曾经有很多是我们国内没有能力生产的
比如高精度模具钢,只要你想制造高精度模具,就只有买他们的钢材

即使我们钢产量第一,我们每年也依然要从日本进口大约200万吨各类钢材——而我们进口的,基本上,全是我们自己无法生产的特种钢
那些钢利润,达到粗钢的几百,甚至几千倍
近些年,国内上了很多特种钢生产线,这些生产线,基本上,都是合资的
比如车用钢板,都是用的新日铁的技术

【中广核斥380亿贵州建核电站 内陆核电建设开闸】中广核集团日前与贵州省发改委、能源局签订投资意向协议
拟投资380亿元在贵州铜仁等地建两座核电站,建设时间为从2014年至2020年
其中,铜仁核电站总投资350亿元,为两台125万千瓦核电站;另一项目为两台10万千瓦小型堆核电站,总投资30亿元

#公司观察#【“微刺激”出台 钢企盈利仍面临考验】 钛合金以及超高强度钢的生产和加工的世界第一是俄罗斯吧
战后,各军事强国,为了满足舰船装备的发展需求,研制开发了系列高强度舰船用钢
日本90年代开发的NS110钢屈服强度已达到了 1000MPa(110kgf/mm2)级
法国是980MPa,美国890MPa,俄国最高1175MPa达到120kgf/mm2级

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15个答案
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毛骡金属材料学博士

2014-07-15 12:09

看你提了这么多问题,不好回答啊。仔细看了一下,发现其实很好回答:我们的原材料不行。从70%含量的矿石里提纯容易,还是从45%含量的矿石里提纯容易呢?我们打破头也想买到好品相的矿石原因就在这里。而且,矿石冶炼虽然是一个几千年的老课题了。但是实际上,有些问题要么不是很清楚,要么就是清楚但是无能为力。
比如攀枝花的铁矿石能直接拿来做铁轨。你说攀枝花的铁矿不能做建筑钢筋吗?可以,但是何苦呢?成分调整既麻烦,又不好控制。比如硫、氧、磷三种有害元素,要脱磷、硫,必须往钢水里面打氧气,等磷、硫化渣以后再加钙脱氧(这是老办法,新的我不知道,毕竟是冶金的内容)。然后,除干净了吗?老实说,看脸的。工厂生产的时候,最简单有效的办法其实就是“稀释”。大炉炼钢,3000吨的炉,因为铁水重,总是沉底。上面那些浮渣扩散能力再强,炉底那些铁水总是比较稳定的。国内那些小高炉,以前见过一个30吨的小炉子,每次都需要打成分。经常就是,今天的铁水质量不好,多炼会~~~试想一下,如果每批次的来料都不一样,下游的工艺该怎么控制?

冶炼里面还涉及元素分布、偏析等等问题,很复杂也很专业,制造特种钢是否连轧还是二次熔化,都会有差别。可能会有人提供很专业的解答。我就不敷赘了。

然后就是热处理工艺不行。钢材的热处理是及其重要的。直接涉及到钢内部相的组成。大多数特种钢都具有非常特别的相结构。通过一定的轧制工艺和热处理工艺可以控制这些特种相从而实现一些特殊的机械性能。比如你在问题最后提到的船舶用钢。船舶用钢第一件需要考虑的是基本强度。要不然风浪打几次就烂了。在达到基本强度以后,就要考虑抗腐蚀性能,比如奥氏体钢铁在氧化膜的保护下,抗腐蚀性能明显提高。但是,奥氏体比较软,所以需要做一些特殊的强化,然后考虑加点其他元素进去,硬化可以考虑加工硬化.......太多了,不胜枚举。这个中国人不知道?我都知道了,那些专业的可能不懂吗?问题就在于热处理的炉子。明明设定400°的炉子,可是炉子内部一边350,一边410……这很正常。所以,这是可以解决的,只是需要很多的时间去熟悉,去摸索。比起原料,工艺摸索起来还是简单一些。

回到正题钨、稀土、钛的储量丰富。这个,真的影响不大。钨只有在高温用材料才有可能用上,许多咱不能生产的特种钢都是常温的。稀土多确实是个优势,但是事实上是,这东西加多了有时候适得其反。稀土合金往往是在极端条件下有优异表现。钛嘛,跟钢铁也没啥关系。作为一种金属结构材料,钛有些活泼过头了。而比较常见的钛钢,耐腐蚀钢材……其实不含钛。

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这个问题其实好回答:整体工业水平还不够。

工业生产无论是日常还是特种产品,都是要求当前所有工业直接或间接的配合达成的,不可能出现电子产品特牛逼而机械加工产品很次这种现象,倒过来也是不可能的。现在世界上没有任何一个国家的先进都是建立在整个工业体系的发达上,因为任何一个进步都是要求许多其他产业,甚至是很多感觉上很不相干的产业的进步。而不是说我加强哪一个方面,就可以快速提升其先进程度。

举个栗子:国产扫描电镜很大问题是线圈绕不圆,原因是加工时就存在偏差,那么我们就要求加工设备性能要达标;那就要求设备刚度好;设备刚度取决于材料本身和热处理;材料本身就要求原料达标,热处理要求处理设备以及检测设备好;热处理设备和检测设备要求温感探头,探头要求原料(又是原料);原料要求品位,品位要求分析,分析要求扫描电镜(尼玛,怎么绕回来了)……

so,该学习了,亲

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饭小盆材料物理学士,飞面神教信徒,FFF团资深团员

2014-07-15 11:43

资源丰富跟工艺没关系吧?
一方面国内的铁矿品位不高。。硫和磷的含量比较高,钢材本身就不太好
还有就是工艺。。。
特种钢材的配方,冶金工艺什么的全都是专利。。你研究出来了也未必能用,算上授权费用还不如直接买。。。另外进口的铁矿石也是受限的。。所以直接进口特种钢材在当前环境下成本比较低。。。
研发一直在做,但那跟企业关系不大。。。

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这种东西,不仅仅在这个方面。就先目前看,中国在高端科技领域,还有很长的路。这方面的技术,国外的封锁,再加上国内的研究氛围,以及长期的积累不够。

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穿长靴的柴郡猫弱爆了的前工科男

2014-07-16 11:54

冶金工业的问题是一个比较复杂的问题,个人认为表面上的问题主要在两个方面,实验室和工厂(理论和实践)。
先说实验室的问题,冶金的基础知识和数据储备是“相图”(碳钢用的就是铁碳相图,包括合金钢在内的多元合金就需要三元以上的多元相图——看着就让人头皮发麻的东东!)。相图上的每一个点都对应着一个独特的合金成分和微观结构,表达着自身独特的性能和制备工艺,填补一个完整的相图的全面相关数据意味着海量的实验室实验。虽然大部分实验基本上是几乎没有区别,但是正是这些细微的差别决定着相图上的每一个数据段准确性,而且为了保证数据的精确,每一个点的数据都是必须重复的(就是说要必须重复做出各种形状和性能指标都完全一致的样品,并且每一批样品都必须有充足的数量去做那些N多的一次性、的破坏性的实验)。为了达到精确的实验数据,必须配备精确的实验设备,而冶金实验需要的高温冶炼设备必须配备极高的温度灵敏性和操作灵敏性(据本人所知,国产在这方面极度贫弱)。同样为了达到精确数据的要求,试验样品的制备原料的纯净度也必须达到非常苛刻的要求和丧心病狂的使用量。此外,冶金实验还需要大量的专精的实验人员以严苛的态度以“十年”为单位进行不间断、高质量、大规模重复劳动的工作(绝对比富士康还辛苦!)。综上冶金工业的理论技术储备是一个周期极其漫长、投入极其巨大、成果没有保障、回报很难说清的事情(几十年研究出来的成果可能几十年后才用得到或者只能为后来人作为试错的基础。但是!一旦出了成果!转化为了产品!小钱钱!会数不过来!)。
工厂的问题其实和实验室差不多,但是绝对不是实验室的问题的大规模化。首先是设备问题,高级的合金材料所需要的冶金设备在精度、灵敏度、操作性方面和实验室里的同类设备的要求基本上别无二致,然而工业设备的巨大体量使得相关设备的开发和制造不仅站在和同类研究设备不一样的科技树上,并且难度也超出几个数量级(据本人所知,我国在这个方面同样急度贫弱)。其次是原材料的问题,高级的冶金工业需要的原料通常不是原始的矿物(基本上粗加工或精加工的矿物也都不能用)而是专门冶炼出来的原料合金(比如说很多特种合金钢都是那专门的镇静钢作为原料滴~,传说级的一些特种合金还要这么很多级的冶炼),这些原料的制备是需要非常高的工业基础(大规模+高质量)作为支撑的。第三点是制造加工工艺,优秀的特种冶金材料必须辅以同样档次的加工工艺(有一个果壳帖子讲过关于我国逆向研发德国产发动机汽缸的故事,大德意志技术力量的完美体现)才能够制造出最终的成品,需要的加工机械与制备机械相比属于同一层次,同时在制造和加工环节都必须配备有高技术质量的技术工人(这个就不多说了,早知当初就去考技校了,进个三本算个球啊~)。
嗯~差不多就这样了~

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音無薰ä½ ēÆ什ä¹课代表 ; 户外及安全用品设...

2014-07-16 04:35

被邀请来的...但我对金属比较业余,不敢发表意见. 根据纺织方面来看,大环境上普遍工艺标准不足,生产能力缺乏.

举个例子,虽然我们化纤产量不低,但是功能性产品的比例就很低. 而要制造更好的纤维就会饶回到前面第二位说的问题. 生产机械的精度不行,那更高精度的机械为什么不产? 各种没有条件.

甚至,我们普遍的连最基本的缝纫机,在大厂全都是国外品牌的. 可笑吧..好缝纫机都做不出来的超级大国.

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莫俊宏超声波无损检测员

2014-07-16 11:18

储量丰富不代表特种钢材研发和制造能力强。

日本就是励志,没什么资源储量,依然走在世界前列。

人家有技术生产特种钢材,我们出钱买现货,双赢的节奏。当然,我国也在投入经费搞科研,日后必定有重大突破,比国外更牛,起码这事比中国男足夺得世界杯冠军靠谱得多。

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冷轧金属材料工程人士

2014-07-23 19:55

从冶金工业角度来说,中国目前不缺乏先进的生产设备,因为中国钢铁工业规模扩张的最快,而且整体规模处于政府不受控的状态,多数为引进日、德、意、美等发达国家,自主研发的多为配套的低端设备。其实从我所接触的领域来说,中国有些先进设备是有能力生产的,比如热轧机、冷轧机、连续处理线的关键单体设备和相关电控系统等,无奈目前中国企业一般都是宁可多花钱也不愿意做试验品。
从钢铁材料生产工艺来说,日本和德、美等国家拥有最先进的技术,无论从高强度钢的生产,还是高级别电工钢、汽车板的生产均比中国的产品等级要高。更重要的是,日本、德国和美国等国家掌握着钢铁产品标准的制定权,从钢铁工业一直到下游的石油工业、汽车工业都能形成一套完成的产业和标准链条,因此短时间内中国还无法彻底改变钢铁行业“大而弱”的格局。
说句题外话,我们厂第一次试制某种产品时一般效果都很好,但是批量生产时个别工序可能就把关不那么严格,产品质量反而不如第一次生产,这说白了就是工人的随意性太大,尽管不愿意承认,但我感觉这种现象好像确实是中国人特有的,如果不能真正具备这种近于刻板的“标准化”工作精神,那就永远不可能生产出高质量的钢铁产品。

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口水化工工程师

2014-07-15 15:45

业外人士 单从压力容器上说 法国的屈服极限2.67的容器一次成型 中国的需要堆焊 只能说中国的基础材料学科太薄弱

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张弓射日钢铁冶金硕士

2014-09-11 10:56

1、体制的问题,我认为这是根源问题,生产研发人员不能得到应有的发挥,不能全身心投入产品的研发,人才的机制不像国外那样明朗。高校和科研院所的研究又大多数偏离生产实际,天马行空的搞研究。
2、炼钢中各种成份的控制,组要是磷、硫、氧、氮、氢的控制,国外优质洁净钢这五种元素总量稳定控制在100ppm乃至50ppm以下,现在国内多数企业一种元素都难以稳定控制在50ppm以下,连铸坯的缺陷控制不好。
3、金属热处理和变形,国内很多认为钢的轧制仅仅认为是一个简单的金属变形,轧制控制技术差,难以轧制出需要的组织形态,不能连续稳定的生产,成品难以满足用户的需求。
4、国人对国内产品的不信任,对一些高端产品宁愿选择国外的,这个现象现在正在逐渐的改善。


一点自己的看法

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我觉得应该是在制作工艺和加工精度上面有所欠缺。一朋友所在的企业是做高压油管的,他们一般用的材料都是从德国进回来的,用国内的材料虽然各使用性能在测试时候与国外材料差不多,但国内材料在用一段时间后各种问题就出来了,磨损、疲劳失效等等。

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地大物博不见得是好事。

我国铁矿里含有的钛、钒等元素,在某些情况下会成为有害元素,又很难提纯。这就尴尬了。

像有些风电铸件(低牌号球墨铸铁)用普通生铁做不成,用进口的高纯生铁就没问题。

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这个问题真没考虑过。

想到几点说几点,不一定正确。
1、我认为产品设计可以仿制,材料无法仿制——即使是不违反专利的借鉴,也可以让技术发展节省大量时间,何况中国还有大量的山寨产品。而这种借鉴却很难在材料学上实施。所以材料科学就成了我们的短板。

2、材料学发展周期更长,要追赶也更慢——如果我设计一个可以耐海水腐蚀的钢,是不是需要在海水中泡个一年半载才能确定这钢材是有用的呢?就算只泡3个月,我改一次配方改一次工艺就玩个3个月,很吃不消的说。

3、材料学被先进国家控制——要控制设计是很困难的,只要一个产品落在别人手中就可以反向工程(电子产品除外)。而控制材料技术只需要控制住厂家就行。

至于具体工艺神马的,材料科学涉及太广,我是不知道的。但即使日本能有好材料,就不是资源问题。

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业外人士……但是从业外评论一下……
很多工业上的革新,其获得的方法是很辛苦的,大量的实验,以及发明人的巧思奇想、扎实理论功底。
这个过程投入高、风险大、搞不好倾家荡产、死个人也很正常。
如果大家去看一下科技史,就会发现近现代有很多工业大拿是靠技术革新发大财的。
其中比较有名的,例如说诺贝尔……去查一下,还会有很长一个名单……

近现代科技史上就是出现了很多牛人,前仆后继,以神农尝百草(si chan lan da)的精神,搞出了很多革新……究其原因,有一条就是丰厚的回报。例如说专利,例如说资本与市场对新技术的承认,例如说知识产权,例如说对个人财富的认可……好了,这就变成一个管理学命题了……

问题来了,我们这里能不能也鼓励很多人才(diao si )为了高的恐怖的回报(财富与社会地位)而前仆后继的去研究这个研究那个?这条路能打通,那么技术革新的浪潮迟早会来。

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中国的特种钢不是不行,也不是做不出来,多数都是以实验室的做法做的,在量产方面有硬伤。
第一,量产最需要解决的就是成本,中国由于底子低,所以在没必要的情况下,开发点超导或者高分子啥的来卖小钱钱多好,虽然技术研究是要有,不过在没有需求的情况下,中国是不会上马这些的。
第二就坑爹了,体制问题,我们的项目研究还是走计划经济的路子,基础研究的投资少之又少,你说大学里面要钱搞基础开发,投几个亿,啥都没,民间谁会去干这些,国家真懂的也没几个,"十二五"规划基本就限定你的研究范畴,木有小钱钱,就算你肯干也没材料不是,基础研究超级烧钱,超级没结果,不过超级重要。
第三,业内规范,虽然说技术共享能最大提升科技树,可是国内的风向是,我话知你死啊我都不会理,业内没有统一管理组织,上级部门主要就看政绩成绩,多数技术骨干都是受制于制度,不是他们不想做,而是做了没有共鸣,寂寞空虚冷啊。
第四,看过科学大爆炸的就知道,谢耳朵这样的天才我们还是比较缺少的,这种中坚储备与教育我们没有配套的环境,基本很难出这样的人,

最年轻核科学家14岁建造核聚变反应堆http://discovery.163.com/12/0331/11/7TU1CCN7000125LI_all.html

你说这样的熊孩子在中国,早给父母吊起来打无数遍啊无数遍。

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