心懷“國之大者” 挺起“銀色脊梁”
——中鋁集團新時代服務(wù)國家戰(zhàn)略側(cè)記

□ 中國鋁業(yè)集團有限公司科技創(chuàng)新部總經(jīng)理 史志榮

黨的十八大以來，習(xí)近平總書記多次強調(diào)指出，關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。只有把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中，才能從根本上保障國家經(jīng)濟安全、國防安全和其他安全。

10 年來，面對嚴(yán)峻復(fù)雜的國際形勢，中鋁集團始終心懷“國之大者”，堅持“國家有所需，中鋁有所為”的理念，把承擔(dān)國家重點攻關(guān)任務(wù)作為集團踐行“兩個維護”、擁護“兩個確立”的具體行動；把服務(wù)國家戰(zhàn)略和保障國家重大工程專項任務(wù)作為“紅旗工程”。

在2021 年舉辦的中鋁集團第四屆科技創(chuàng)新大會上，總經(jīng)理劉祥民說，中鋁集團作為國資央企，要把服務(wù)國家戰(zhàn)略作為首要政治任務(wù)，把打破有色金屬高端材料受制于人的局面、引領(lǐng)行業(yè)高質(zhì)量低碳發(fā)展、保障國家戰(zhàn)略性資源安全、打造全球同行業(yè)創(chuàng)新人才高地作為目標(biāo)，開創(chuàng)集團科技創(chuàng)新新局面。

為保障“紅旗工程”的順利實施，中鋁集團成立了以黨組書記、董事長為組長的關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)領(lǐng)導(dǎo)小組，制定了項目管理、風(fēng)險管控、激勵機制等系列重大專項任務(wù)保障制度。將重點攻關(guān)任務(wù)與集團開展的“黨組織帶黨員創(chuàng)效、黨員帶群眾創(chuàng)新”活動結(jié)合起來。按照目標(biāo)導(dǎo)向，逐級分解任務(wù)，明確責(zé)任人、時間節(jié)點和目標(biāo)計劃，按照看板管理的模式，動態(tài)進行項目問題協(xié)調(diào)和方向糾偏。“作戰(zhàn)圖”落實到每一位項目相關(guān)人員，確保責(zé)任落實到位。

10年間，中鋁集團累計為國防軍工重點工程提供高品質(zhì)有色金屬材料50余萬噸，累計承擔(dān)國家重點領(lǐng)域攻關(guān)任務(wù)百余項，解決了諸多“卡脖子”難題。

中鋁集團生產(chǎn)的高精尖鋁材廣泛運用于“長征”系列火箭、“神舟”系列飛船、“嫦娥”系列衛(wèi)星、“天宮”系列目標(biāo)飛行器、“天問”探測器、國產(chǎn)民機等眾多國家重點項目，為推進我國航空航天事業(yè)發(fā)展作出重要貢獻，讓“中鋁智造”在服務(wù)國家戰(zhàn)略中熠熠生輝，成為大國制造的底氣所在。

高強高韌鋁合金厚板“橫空出世”

7050 鋁合金厚板是國際上第三代先進鋁合金，具有高強高韌、耐疲勞、耐損傷的特點，是航空航天領(lǐng)域應(yīng)用最多的鋁合金材料，其預(yù)拉伸厚板被廣泛應(yīng)用于飛機機翼梁、肋、機身框、壁板等關(guān)鍵承力部件的制造。

本世紀(jì)初，我國航空航天用7050鋁合金厚板完全依賴進口，不僅價格高達30余萬元/噸，還常被國外“卡脖子”。不攻克7050鋁合金厚板的制備技術(shù)，我國的航空航天事業(yè)發(fā)展就嚴(yán)重受制于人。在國家需要的關(guān)鍵時刻，在相關(guān)院校的配合下，中鋁集團所屬西南鋁承擔(dān)了研發(fā)任務(wù)。

2005 年，西南鋁成立由熔鑄、壓延、鍛造、檢測方面的專業(yè)技術(shù)人員組成的7050厚板項目研發(fā)團隊，從7050合金大規(guī)格鑄錠制備、厚板軋制、熱處理等方面入手，開始了對7050合金工業(yè)化制備技術(shù)的系統(tǒng)性研究。

在沒有任何經(jīng)驗借鑒的情況下，研制的難度超乎想象。當(dāng)時，由于西南鋁熔鑄廠設(shè)備及工裝相對落后，項目組遇到的第一道攔路虎就是7050大規(guī)格鑄錠成型難的問題。

最多的時候，在西南鋁熔鑄廠堆放了上千噸開裂鑄錠，損失高達上千萬。通過不斷摸索調(diào)整參數(shù)，不斷對鑄造工裝進行改進，第一塊成型鑄錠終于在當(dāng)年12月誕生。

中鋁集團東北輕合金有限責(zé)任公司生產(chǎn)的C919機翼壁板

2015年，西南鋁相繼突破大規(guī)格鑄錠制備、強變形軋制、強韌化熱處理及殘余應(yīng)力控制等一系列關(guān)鍵技術(shù)，研制出國內(nèi)最大截面的7050鋁合金超寬超厚預(yù)拉伸板，建立7050合金預(yù)拉伸板完整的工業(yè)化制造技術(shù)體系，實現(xiàn)6.0毫米至203毫米全厚度規(guī)格產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)，在我國航空航天工業(yè)多個重點型號裝備上獲得規(guī)模應(yīng)用。

“西南鋁在國內(nèi)第一家完全掌握7050 鋁合金厚板生產(chǎn)技術(shù)，全面打破了西方國家對我國關(guān)鍵材料禁運和關(guān)鍵制造技術(shù)封鎖，制造技術(shù)水平進入國際先進行列，不僅迫使國外材料降價達80%，還實現(xiàn)了關(guān)鍵材料自主可控，為保障我國航空航天事業(yè)供應(yīng)鏈安全作出了重大貢獻?！敝袖X集團副總裁，西南鋁黨委書記、董事長黎勇說。

民用航空鋁材“內(nèi)外發(fā)力”

8月1日，國產(chǎn)大飛機C919完成取證試飛。從5年前成功首飛到完成取證試飛，中鋁集團所屬西南鋁、東輕、西北鋁承擔(dān)了主要研制生產(chǎn)任務(wù)。目前，公司可供國產(chǎn)民機用鋁材品種的比例已達52%。在國產(chǎn)民機翱翔藍天的背后，中鋁集團的身影從未缺席。

一步一摸索，一步一臺階，中鋁集團國產(chǎn)民用航空鋁材的研制和應(yīng)用，解決了我國民用航空鋁材“卡脖子”難題。為滿足國產(chǎn)民機適航認證過程和最終產(chǎn)品控制，中鋁集團建立關(guān)鍵工藝控制點的全自動控制和記錄，并要求生產(chǎn)過程中采用統(tǒng)計過程控制方法。旗下承擔(dān)國產(chǎn)民機材料保供任務(wù)的西南鋁、東輕和西北鋁制定專用響應(yīng)程序，設(shè)置專崗專人管控，從而進一步強化中國商飛民機產(chǎn)品過程管控，確保材料的性能穩(wěn)定。

作為國內(nèi)首家取得國產(chǎn)民機用鋁材合格供應(yīng)商資質(zhì)的企業(yè)，中鋁集團為提升航空急需鋁材保障能力，在民用航空領(lǐng)域搶占先機，憑借在軍品生產(chǎn)中積累的經(jīng)驗和技術(shù)優(yōu)勢，瞄準(zhǔn)航空新型鋁合金材料需求，早在國產(chǎn)民機項目啟動初期，就參與了由商飛帶動的材料研制工作。

經(jīng)過多年努力，西南鋁、東輕、西北鋁先后通過航空材料質(zhì)量體系和特殊工藝Nadcap認證，為民機項目開展成熟鋁合金材料性能測試、工藝驗證提供了多批次鋁合金板、鍛、型材。其中，西南鋁、東輕為C919提供數(shù)十個規(guī)格鋁合金材料，應(yīng)用于機翼、結(jié)構(gòu)件、窗框、起落架等部位，是飛機的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，生產(chǎn)的鋁合金板材、鍛件、型材實現(xiàn)向商飛批量供貨，多項技術(shù)填補國內(nèi)空白。

截至目前，中鋁集團有11項民用航空鋁材材料獲得中國商飛工程批準(zhǔn)，10項產(chǎn)品打破國外壟斷，實現(xiàn)了國產(chǎn)民機用鋁材自主保障零的突破，掌握了民機材料供應(yīng)主動權(quán)。其中，6項產(chǎn)品打破全球唯一供應(yīng)商壟斷，成為繼國外主流供應(yīng)商之后全球第二個能夠生產(chǎn)供應(yīng)民機用先進鋁合金材料的企業(yè)。中鋁集團還通過了波音體系認證和DPD認證，向空客等國際民用航空制造商提供鋁材上萬噸，為融入全球民用航空制造產(chǎn)業(yè)鏈邁出關(guān)鍵一步。

高端航天鋁材“閃耀太空”

從“神舟”問天，到“嫦娥”奔月；從“天問”落火，到“羲和”探日……在每一個國家航天工程上，中鋁集團都有重大技術(shù)突破。在這些重點關(guān)鍵材料研制中，中鋁集團肩負國家使命，充分發(fā)揮裝備、技術(shù)和人才優(yōu)勢，大膽進行新工藝、新材料、新產(chǎn)品的自主研發(fā)，有效解決了一系列重大技術(shù)難題，不斷打破國外壟斷，全力滿足了國家航天工程鋁合金材料需求。

中鋁集團為我國航天發(fā)射任務(wù)提供了涵蓋鍛件、板材、型材、管材等多個大類十?dāng)?shù)個規(guī)格品種的高精尖鋁合金材料，主要用于飛船的連接框、中間框、端框、表面結(jié)構(gòu)以及運載火箭的過渡環(huán)、外殼蒙皮、轉(zhuǎn)接框、貯箱、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)連接件型材、承壓導(dǎo)油管材、氣路用薄壁管材等關(guān)鍵部位。用于“問天”實驗艙艙壁主體結(jié)構(gòu)建造的5XXX超大規(guī)格蒙皮板，具有高冶金質(zhì)量、高性能和高表面質(zhì)量等技術(shù)要求，構(gòu)件尺寸大，最大寬幅達到2000毫米以上，材料綜合性能要求高，生產(chǎn)難度極大。

西南鋁研發(fā)團隊克服重重困難，攻克5XXX合金工業(yè)化生產(chǎn)中合金成分精確控制、大規(guī)格鑄錠成型與冶金質(zhì)量控制、寬幅板材軋制板型與表面質(zhì)量控制、淬火組織均勻性控制等關(guān)鍵技術(shù)，解決了5XXX合金超大規(guī)格蒙皮板研制生產(chǎn)中大規(guī)格鑄錠鑄造開裂、軋制裂邊嚴(yán)重、超寬幅薄板不平度超標(biāo)等生產(chǎn)技術(shù)難題，在熔鑄、熱加工、熱處理等技術(shù)領(lǐng)域取得一系列專利技術(shù)。

5米環(huán)是目前我國火箭在用的最大鋁合金整體鍛環(huán)。近年來，西南鋁啟動5米環(huán)質(zhì)量提升工作，相繼攻克鍛造軋制變形、熱處理及冷變形等多技術(shù)難關(guān)，使第二代5米環(huán)延伸率、綜合性能分別比第一代提高了20%、10%，綜合性能達到世界先進水平。10米超大型鋁合金整體環(huán)件的研制成功，更是刷新世界紀(jì)錄，為我國今后發(fā)射重型運載火箭解決了重大關(guān)鍵技術(shù)難題。

載人飛船大底的鋁合金材料所需板材面積大，需要承受溫差能力超強、對抗阻力達到高強度等多項要求，中鋁集團所屬東輕秉承“保障國家需要”的初心使命，抱著永不服輸?shù)膽B(tài)度成立專項攻關(guān)隊，軋制、拉伸、鍛造成型等一系列生產(chǎn)工藝都有專人把控，工作細化到每一道程序，確保每一個工藝參數(shù)、每一批次產(chǎn)品的質(zhì)量可靠，最終實現(xiàn)提高某航天用5XXX系合金鍛件抗拉強度20%以上、屈服強度70%以上的設(shè)計要求。實現(xiàn)了符合抗拉強度、屈服強度以及延伸率等力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)，抗腐蝕能力超強，延展率極佳的高端鋁合金材料的批量生產(chǎn)，最終完成了飛船大底用鋁合金產(chǎn)品的高質(zhì)量交付。

此外，在總裝直屬件艙門組件等方面鋁合金材料生產(chǎn)過程中，為確保鋁合金材料達到標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)核心組成員多次改進工藝，調(diào)整參數(shù)，解決了鍛件強度不夠、型材表面彎曲、管材性能低于指標(biāo)要求等技術(shù)難題，保證了飛船的平穩(wěn)飛行。

為滿足飛船對坡道驅(qū)動組件鍛件的需求，召集精尖鍛造技術(shù)人員組成項目小組，精心組織鑄錠鑄造、優(yōu)化了鍛造工藝，改良了鍛造溫度及變形量。同時對適用該火箭的鍛件進行抗拉、沖擊 等深層次試驗，確保相關(guān)規(guī)格鍛件的各項性能達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，并提高了熔體質(zhì)量使部分組件的探傷等級達到AA級，采用自熔鑄備料開始至產(chǎn)品交付用戶現(xiàn)場的全流程排產(chǎn)，確保產(chǎn)品順利交付。

艙體轉(zhuǎn)臺是載人飛船關(guān)鍵裝置，要承受復(fù)雜的力學(xué)變化和極大的溫差變化。為滿足艙體轉(zhuǎn)臺在使用過程中的性能要求和加工需求，中鋁集團所屬西北鋁選用特殊合金，通過對生產(chǎn)過程中微量元素的準(zhǔn)確配比，嚴(yán)格控制加工工藝，尤其對淬火工藝進行優(yōu)化，將淬火溫度控制在±2 ℃之內(nèi)，保證材料晶粒細化均勻，滿足了艙體轉(zhuǎn)臺材料性能的均勻性和高強度要求。

火箭閥門殼體用2 XXX棒材、火箭桁條用7XXX型材，在原有保供基礎(chǔ)上通過進一步優(yōu)化工藝、加強過程管理，產(chǎn)品性能和形位公差進一步提升?；鸺龤饴酚霉懿墓軓叫”诤癖?，壁厚公差僅±0.03毫米，加工過程中易開裂，通過專料專法，提高軋制工藝和退火要求，提升管材強度和塑性，達到管道壓力A級要求。

一代新材料，一代新裝備。10年間，我國航空航天工程每向前推進一步，中鋁集團的材料研制就向挑戰(zhàn)極限邁進一步。“國之重器”的中鋁集團將堅定履行中央企業(yè)責(zé)任擔(dān)當(dāng)，加快自主創(chuàng)新，不斷打破國外封鎖，為服務(wù)國家戰(zhàn)略研發(fā)生產(chǎn)更多關(guān)鍵之鋁，全力保障關(guān)鍵領(lǐng)域供應(yīng)鏈安全，為航空航天事業(yè)發(fā)展發(fā)揮國企頂梁柱作用。