钢铁铸就的“报国情怀”——记辽宁省优秀共产党员，中国科学院金属研究所党委委员、材料加工模拟研究部主任李殿中

李殿中，1966年5月出生，1994年加入中国共产党，现任中国科学院金属研究所党委委员、材料加工模拟研究部主任。先后获得国家科技进步二等奖、中国科学院杰出科技成就奖和何梁何利科学与技术创新奖各1项以及“全国优秀科技工作者”“首届全国创新争先奖”“辽宁省优秀专家”等荣誉称号，享受国务院政府特殊津贴。获得授权发明专利50余项，发表论文100余篇。

中国是世界第一产钢大国，但钢铁制造技术却仍处于中下游水平，高端钢材仍需大量进口的现状阻碍了我国航空航天、能源交通等领域的快速发展。掌握核心技术，摆脱受制于人的局面，成为中国科研工作者最大的心愿和目标。

中国科学院金属研究所材料加工模拟研究部主任、研究员李殿中就是这样一位致力于高端钢铁材料研究的科研工作者。多年来，李殿中秉持“从生产实践中凝练基础科学问题，服务于生产实践”的科研理念，先后在超大尺寸金属材料制备研究与大型铸锻件的缺陷形成机理、模拟仿真、关键技术开发与国产化工作等方面取得了显著成就。

“点石成金”

“别人都是因为有愁事睡不着觉，可我是高兴得睡不着，有时晚上睡着睡着就醒了，脑子里想的都是我们还能继续研发出什么新技术来，应用到更多的工业生产中去。”

6月13日上午，在金属研究所冶炼车间，李殿中在接受记者采访时，喜悦之情溢于言表。李殿中所兴奋的正是他和团队用10年时间研发的稀土钢纯净化制备技术被越来越多地应用到钢铁企业中。

稀土被称为“工业维生素”，20世纪50年代初，我国科研人员就开始了稀土钢的研发工作，但在钢中加入稀土后其性能时好时坏，生产过程中也容易堵塞浇口，成为多年未能突破的技术瓶颈。进入21世纪，中国钢铁企业在实际生产中几乎放弃了稀土应用。科研人员对稀土钢的研究也逐渐从热门变成了冷门。

2007年，李殿中到乌克兰开展项目合作，考察中发现乌克兰专家将一种稀土加入到了钢锭的制造中，这引起了李殿中的好奇心，交流中，乌克兰专家说稀土是从中国内蒙古的包头市运来的，使用效果非常好。

“为什么乌克兰专家对中国的稀土能使用得这么好，而我们国家有充足的稀土资源，却放弃了对稀土的应用呢？”带着这样的疑问，李殿中向乌克兰专家要来了在钢中加入稀土的配方，回国继续研究。

无数次的尝试，无数次的实验，李殿中和他的团队发现加入了稀土的钢性能仍不稳定。经过反复思索，李殿中觉得还是稀土本身出了问题。为了一探究竟，李殿中亲自跑到包头市，观察稀土厂家的冶炼过程。原来，稀土厂家生产出来的稀土和他所需要的稀土在概念上存在偏差，稀土厂家为了让稀土更为纯净，将其中的一些铁、碳元素等都分离了出去。李殿中认为，稀土中的铁、碳正是不可缺少的成分，而其他影响纯度的氧、硫等杂质元素则应予去除。为了证实自己的这一大胆想法，李殿中将稀土带回金属所亲自冶炼，之后将保留了铁、碳元素的纯净稀土直接用于炼钢中。正如所料，如此炼出来的钢不仅性能稳定，且有着耐磨、耐热、耐蚀的优点。

“1吨钢只需加入100克左右的微量稀土，即可起到细化变质夹杂、深度净化钢液和强烈微合金化作用，成本只有10多元钱，但性能却提升了一个数量级。”在这场稀土钢的技术攻坚战中，李殿中“点石成金”，将稀土钢应用于高端轴承制造中，打破了高端轴承市场被外国公司垄断的局面。目前，包头钢铁集团利用这项纯净化制备技术，已创造了稀土钢千吨连浇纪录，工艺顺行稳定，对于稀土钢在中国的大规模工业化应用具有标志性意义。

从跟跑到领跑

工业生产中，很多压力容器件都是通过大钢锭做出来的，由钢锭来加工成形，容器件的好坏直接取决于钢锭的质量。我国大型钢锭生产还存在很多缺陷，故很多为进口。

金属研究所很早就把钢锭的研究作为一项重点任务。1998年，李殿中入选中国科学院“百人计划”，被引进到金属研究所，与数十人组成的团队一起攻关这一难题。

工作不久，李殿中发现，当前生产的钢锭主要问题是容易成分偏析，性能不稳定，为了看看钢锭里边到底发生了什么，他决定把钢锭剖开。这一大胆的想法遭到了很多人的质疑，因为解剖钢锭成本高、周期长，在没有获得国家科研项目资助的情况下，他四处筹集资金，最终，直径2.4米、高3.5米、单重100多吨的大钢锭被一剖为二，从剖开的横断面上看，成分分布不均匀，内部产生很多孔洞和裂纹，是导致钢锭易报废的主要原因。当时国际主流观点认为这些缺陷是钢的成分自然对流驱动引起的，李殿中却认为，是氧在钢中起到了关键作用，以氧化物为核心的轻质夹杂物与凝固界面的交互作用，诱发了钢锭成分的不均匀性，因此，通过控制钢水中的氧含量，就能显著减少夹杂物的数量和尺寸，实现钢的均质性，以达到稳定钢的性能的作用。2014年，李殿中根据实验结果撰写的论文发表在《自然·通讯》杂志上，该篇论文引发了学术界较大反响，“控氧可有效控制偏析”机理成为行业共识。

“如果说我对科技有所贡献，我觉得就是把钢做纯了，基本不增加成本，只是改变工艺，把钢做纯，提高钢的质量。”从跟跑到领跑，核心技术的突破推动了大型铸锻件的国产化，打破了依赖进口的局面。

以小制大

技术突破了，可在应用中李殿中又发现，能源电力、海洋工程中的核心部件——大锻件对材料的均质性有极高要求，我国大锻件长期依赖进口，即便是进口的大锻件也存在缺陷，如何提升其冶金品质成为世界性难题。造成这一问题的根本原因在于大锻件制备一直采取“以大制大”手段，即先冶铸大钢锭，再制造大构件，由于金属凝固过程存在尺寸效应，规格越大的钢锭冷速越慢，导致其性能上的缺陷。钢厂中，工人每次都要放一挂鞭炮来祈祷大型钢锭能浇铸成功，那悲壮的场面，李殿中看后心里很不是滋味，始终想着要解决这个问题。

偶然中，万里长城的照片给了李殿中启发：长城并不是用一块砖垒出来的，而是一块一块叠加起来的，为什么不能采用“以小制大”的方式把一块块的小型钢板砌起来形成大锻件呢？实验中，李殿中和工作人员将多块钢板采用高温冶金连接工艺，充分愈合界面，实现界面与基体完全一致的无痕连接。为了将实验成果应用于企业，李殿中带着团队成员不辞辛苦，有时要坐10多个小时的车才能到达钢厂，顾不上休息，白天跟企业管理人员、工程师和工人讨论技术和流程，晚上进行生产实验，实验结束天都亮了。经过钢铁企业的生产实践，通过这种方式构筑成形的大锻件其性能和稳定性都要优于传统锻件。

掌握了核心技术，就掌握了创新的主动权、发展的主动权。从对国外技术的顶礼膜拜到不断地超越，李殿中深知，关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。多年来，他用锲而不舍的钻研精神带领团队突破了大型船用曲轴、三峡水轮机转轮、核电压力容器等大型铸锻件的核心制备技术，为我国核电、水电、船舶等领域大型铸锻件国产化作出了突出贡献。研究成果在辽宁乃至全国重机和特殊钢行业等50余家企业成功应用，企业新增产值数百亿元，用实实在在的成果诠释了一位科研人员的报国情怀。

李殿中时刻铭记习近平总书记对科技人员的嘱托，胸怀“亦余心之所善兮，虽九死其犹未悔”的豪情，步履铿锵，迈向新征程。