上周，在中国机械工业联合会组织的“920mm缸径超大型船用低速机曲轴制造技术”项目技术鉴定会上，当中国工程院院士涂善东等七位权威专家一致给出“技术达到国际先进水平”的评定结论时，会场内响起了热烈掌声。
这支由上海电机学院联合上海电气上重铸锻有限公司、上海船用曲轴有限公司、上海中船三井造船柴油机有限公司组成的联合攻关团队，用数百个日夜的坚守，让我国摆脱了900毫米及以上缸径船用曲轴只能从国外进口的被动局面。
一颗“心脏”的自主之路
超大型船用低速机曲轴被誉为“船用柴油发动机的心脏”，是大型LNG运输船、大型集装箱船等先进船舶的核心部件。
此次成功研制的920毫米缸径单段曲轴最大重量达208.3吨、曲轴总长20.19米，为全球超重船用曲轴之一。它的诞生不仅填补了国内900毫米及以上缸径大型低速机船用曲轴的技术空白，更以自主知识产权打破了国外技术壁垒。
“过去，我们‘船等机、机等轴’，900毫米以上缸径的曲轴完全依赖进口，不仅耗资巨大，更时刻受制于人。”有业内专家感慨，这种被“卡脖子”的痛，曾是我国从“造船大国”迈向“造船强国”路上的“拦路虎”。
钢铁巨擘的毫米级攻坚
超大型曲轴的制造，绝非简单的“铁匠活”，而是一场集材料科学、精密加工、热工学于一体的全链条攻坚战。
团队面临的是“超大截面心部超高强韧性与毫米级变形精度的协同控制技术”“高精度红套加热控制技术”“高精度拼接技术”等攻克任务——通俗讲，就是如何让这根重达200多吨、长达20多米的“大家伙”，在保证内部“筋骨”足够强韧的同时，却要把外形尺寸的误差控制在头发丝般的毫米级，且任何微小的拼接误差都会被成倍放大，最终导致曲轴报废。这种在“大力士”身上做“精细活”的能力，是曲轴能否在极端工况下稳定工作的关键。
钢材的纯净度要求极高，不允许存在大于0.5毫米当量的宏观缺陷。为此，团队研发出了大型低氢低氧高洁净下注钢锭制备技术，从源头上保障了材料质量。
面对1240毫米壁厚的异形曲拐锻件，团队创新性地开发出大型高强度曲轴锻件强韧性调控热处理工艺，使曲轴强度较以往机型提升14%，韧性提高25%以上。
此外，曲轴并非一体成型，而是多个部件通过“红套”工艺组装。但红套孔外形周边为非均匀异形结构，加热后红套孔变形不均且相对变化量大。面对这一难题，项目团队通过无数次的模拟计算与试制，最终成功研发了非对称结构红套孔加热变形控制工艺，通过精准控制加热温度，将非均匀异形结构的红套孔变形控制在严格公差范围内，实现了毫米级变形精度。
校地企协同的创新链条
“这次项目成功开发的多项关键核心技术，不是孤军奋战的结果，而是一条产学研用紧密结合的创新链。”上海电机学院材料学院李荣斌教授的感慨，道出了项目成功的核心密码。
在国家工信部“高技术船舶科研项目”和上海市促进产业高质量发展专项资金的支持下，这条从实验室到生产车间，再到远洋巨轮的全产业链国产化攻关之路，走得坚实而有力。它开创了一种“以产定研、为产服务”的协同创新模式。高校的科研不再束之高阁，而是直接瞄准产业最迫切的需求；企业的生产有了最前沿的技术支撑，区域创新活力因此被充分激发，这是校、企、地三方共赢发展的标志性实践，为我国大国重器铸就“钢铁脊梁”。
据悉，该项目研发的全球最大的船用曲轴产品已应用于24000TEU超大型甲醇双燃料集装箱船等船舶上，为中国庞大的造船工业提供了核心的材料支持。
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