摘要：在科技日报2018年列的35项卡脖子技术里，有一项是高强度不锈钢。科技日报说的高强度不锈钢，主要是用在火箭发动机上。过去火箭发动机用的奥氏体不锈钢，屈服强度大约300MPa。新一代火箭发动机，要求的强度是其2到4倍，也就是最高1200MPa。之前我讲过起落架用

在科技日报2018年列的35项卡脖子技术里，有一项是高强度不锈钢。科技日报说的高强度不锈钢，主要是用在火箭发动机上。过去火箭发动机用的奥氏体不锈钢，屈服强度大约300MPa。新一代火箭发动机，要求的强度是其2到4倍，也就是最高1200MPa。之前我讲过起落架用300M钢，拉伸强度大于1900MPa，屈服强度大于1600Mpa，所以单从强度上看，300M钢是能够满足火箭发动机需求的。那火箭发动机为啥不用300M钢呢？因为它还有一个需求，就是防锈。

按文章说法，火箭发动机材料，如果只是点浮锈问题不大，但如果生锈严重，比如阀芯生锈，会使阀门开合遇到阻力，导致反应速度变慢。如果锈得厉害，还会发生泄漏。而如果管道生锈，锈块随着燃料流动，可能还会引起堵塞。

但是高强度不锈钢的高强度和防锈，是此消彼长的跷跷板儿关系。不锈钢之所以不锈，主要是靠合金中的铬元素。但铬加的太多，强度就上不去。而要提高不锈钢强度，常用的方法是析出强化。就是热处理过程中，钢材内部会析出微粒，这些微粒弥散在基体中，可以起到硬化的作用。但微粒析出的位置，会产生缺陷，破坏材料均匀性，就容易发生腐蚀。所以高强度不锈钢，就是要在高强度和耐腐蚀，这两个不可兼得的特性中，寻找兼得之路。

2018年科技日报写这篇文章的时候，我们这块跟西方还有差距，还在仿制别人的产品，确实属于卡脖子项目。不过当时主要的问题，从文章来看，应该是出在防锈上，而不是强度上。长征五号运载火箭副总设计师陈建华，对这个生锈问题十分恼火，说每次做完水力实验，都得把发动机拉回去，放炉子里烘干，想想场面也是非常壮观。

不过这都不是重点，重点是他有一块国外发动机材料，放仓库好多年依旧光亮。这就很气人了是不。不过对这个问题，钢铁研究总院特殊钢研究所副所长，苏杰表示不服。他说陈建华那块国外材料，后来拿到海南文昌，与国产材料做对比，结果两者同时生锈。莫不是海南太潮了？有海南的朋友，欢迎现身说法！

陈建华和苏杰是老朋友，他们从2011年开始，就在讨论高强度不锈钢生锈的问题。不过陈建华跟苏杰的关系，有点儿像产品经理跟程序员。陈建华是长征五号运载火箭副总设计师，他是用钢的。苏杰是钢铁研究总院特殊钢研究所副所长，是做钢的。陈建华拿国外材料不生锈说事儿，就像产品经理走到程序员面前，说我想要的这个效果，为啥某某产品能做，你就做不了。

这时候程序员往往只有一个选择，就是怼回去。说你这个效果是iOS上的，拿安卓机看下试试。或者说你这个效果是chrome上的，放IE6上看下试试。苏杰那句话大致也是这么个意思，你说你那块国外材料几年不锈，拿海南文昌来试试。

但当面怼归怼，等产品经理走后，程序员还是会主动想办法的。当面怼，只是不能让产品经理占了上风，不然以后没法合作。科技日报这个采访，是在2018年，结果2020年，钢研院就发了篇论文，叫《高强度不锈钢的研究及发展现状》。苏杰是第三作者，第一作者是刘振宝。大家记住这个第一作者，后面还会遇到他。

在这篇论文里，作者回顾了高强度不锈钢的历史，当时这个钢种的制高点，是美国QuesTek公司开发的Ferrium S53，强度高达1930MPa。既然Ferrium S53这么牛逼，那是不是可以不要300M了呢？不是的。300M是低合金高强度钢，所谓低合金，就是合金元素，也就是除去铁之外的元素，含量小于5%。而Ferrium S53属于高合金，高合金的合金元素大于10%。高强度钢中用到的合金元素，一般有铬、镍、钴、钼几种。都是很贵的材料，如果没有防锈需求，能用300M的地方，还是尽量用300M，毕竟谁的钱都不是大风刮来的。

苏杰所在的特殊钢研所，当时要仿制的，就是Ferrium S53。2020年那篇论文，说在2002年，他们已经研制出了一款，称为USS122G的钢种，强度超过1900MPa，达到了Ferrium S53的水平。不过两者设计理念不同，算不上是完全仿制。

从配料表看，USS122G主要是铬钼含量比较高。咱前面也讲过，铬主要是防腐蚀的，看来苏杰为陈建华那个需求，算是下狠手了。Ferrium S53的铬含量是9%，USS122G直接干到了12%，用量多了三分之一。因为多出了三分之一铬的加持，USS122G防锈性确实提高了，但强度也确实下降了。对比Ferrium S53，USS122G的屈服强度低了1MPa，拉伸强度则低了46MPa。

钢研院这个USS122G，不是2002年已经研制出来了吗？怎么2018年还在卡脖子？原因是一个技术，从实验室到工业量产，还有很长的路要走。钢研院这个USS122G，从2020年发的论文来看，是2002年就研制出来了。但从中国金属学会信息来看，是直到2010年才对外公布的。而直到2022年，刘振宝作为第六作者，还跟人合著了一篇论文，为USS122G的工业化稳定生产，寻找可靠的数据支撑。所以国产高强度不锈钢的工业化稳定生产，大概率是2022年才开始的。

2023年5月，国资委发布了个，《中央企业科技创新成果推荐目录（2022年版）》，里面在关键材料领域，收录了钢研院这个，第三代超高强度不锈钢技术及应用。虽然我们觉得，这个卡脖子项目的攻克，已经很牛逼了。但在这个科技创新成果推荐目录里，高强度不锈钢排位第230，而总的成果有369项。不得不说，我们关注的这个突破，不过是国家科技进步的九牛一毛。

从列表这个地方点进去，有个USS122G的详情页。成果简介里写的很清楚，该产品具有超过1.9GPa的超高强度，填补了国内空白，技术水平达到国际先进。具体数据上，该产品的拉伸强度大于1930MPa，屈服强度大于1500MPa。这个数据比之前论文里的数据还低一些，可见实验室到工厂，中间难度有多大。跟Ferrium S53比的话，强度还是差一点，但是完全够用，并且抗腐蚀抗疲劳性能更好。从这里可以断定，最迟2022年，我国的高强度不锈钢，就已经不卡脖子。

但是科研人员的脚步，并没有就此停下。还是2020年，刘振宝和苏杰那篇论文里，钢研院已经研发出了，2200MPa级高强度不锈钢，比之前美国的Ferrium S53，和我们自己的USS122G，强度高了300MPa，提升了15%。这是目前已报道的，强度级别最高的不锈钢。2022年9月，中国金属学会也报道这个进展，称该研究在国际上，率先掌握了第四代超高强度不锈钢核心技术，也使我国成为世界首个，成功开发出2.2GPa级，超高强度不锈钢的国家。

并且该创新，不是简单搞出了一种新材料，而是在理论基础上有了突破。这意味着我国未来，在高强度不锈钢领域，不仅know how，而且know why。2022年12月，刘振宝等研究人员，在国际期刊《合金与化合物学报》，正式发表这一成果，得到了国外同行的认可。回过头来再看当年卡我们脖子的Ferrium S53，已经是弟中弟了。当然咱这个还在实验室，离工业化生产还有距离，不能吹的太满。

2018年卡我们脖子的高强度不锈钢，如今已经脖子长刺，可以反向扎别人手了。而这个狼牙脖的练成，离不开一个人，那就是刘振宝。第三代高强度不锈钢研发，USS122G产业化，以及第四代高强度不锈钢的研发，背后都有他的身影。从仿制到超越，没有任何取巧的机会，算得上是直道超车！

其实早在2008年，刘振宝就以第一作者身份，发表过一篇《1900MPa级超高强度不锈钢的研制》。该论文研究的，其实就是第三代高强度不锈钢，也就是后来的USS122G。为了研制这个钢种，研究团队在论文里尝试了8种配方，烧了8个炉子，最后一个一个比较，找出最优的方案。真实的科研，就是这么枯燥且无聊。

从2008到2025，17年过去了。我这里几句话，对应到他们身上，就是整个青春。世界上从来没有容易的事儿，只有不懈奋进的人！

来源：科工洞洞拐一点号