高速列車貼地而“飛”，離不開“風火輪”——高速車輪，它直接影響高鐵的安全性與舒適性，是国际公認技術要求高、生產難度大的車輪顶级產品。

  7月24日，又傳來一則令人振奮的音讯：G6410次復興號列車駛入長沙南站，穩穩停靠在站台，整車裝用復興號動車組上的國產高速車輪實現安全执役60萬公裡的階段目標。

  高速車輪研發终究難在哪兒？經歷了怎樣的艱辛過程？日前，記者探訪把握了一批具有自主知識產權的輪軸生產制作中心技術的中國寶武旗下馬鞍山鋼鐵股份有限公司。

  2006年，從東北大學畢業的趙海來到馬鋼實習。第二年，就趕上一件大事：首列時速300公裡國產CRH2－300型和諧號動車組列車問世，中國自此有了自己的高鐵。

  當時，中國已把握動車組列車的總成、車體、轉向架、牽引電機、牽引變壓器、牽引變流器、牽引操控、列車網絡操控和制動系統等關鍵技術及10項首要配套技術，構建起國產動車組系列產品技術渠道，但仍有關鍵技術没有打破。

  在中國鐵路大提速布景下，2008年，由科技部、原鐵道部一起組織實施並啟動“十一五”國家科技支撐計劃“中國高速列車關鍵技術研讨及裝備研发”严重項目，高速車輪便是这里边之一。

  在1963年和1964年，馬鋼先后成功軋制出中國榜首件輪箍和輾鋼整體車輪，結束了中國隻能用“洋箍”“洋輪”的歷史。作為新中國最早生產火車車輪的企業，馬鋼肩負起高速車輪研發重担。

  對馬鋼來說，盡管有一般列車車輪生產基礎，但生產高速車輪，全部都得從頭來。

  據悉，一節高鐵車廂重達五六十噸，每一對車輪需求長期接受十幾噸的往復循環載荷，還要保証在復雜條件下高速安全運行，這對車輪的純淨度、韌性、硬度、精度等都有嚴苛的技術要求，與制作一般火車車輪難度不行同日而語。

  “高速車輪是高技術、高質量和高風險產品，也是高速列車系統中公認的‘塔尖’產品，相關國家和企業堅持‘不申報專利、不發表論文、不接受沟通參觀’，沒有任何經驗可以借鑒。”趙海已成長為馬鋼技術中心首席研讨員，“中心技術是買不來的，創新不是一蹴即至的，我們靠自己的才智和雙手去拼出一片新天地。现在，馬鋼在高速車輪設計、生產制作、檢測評價等方面，擁有一批自主知識產權。”

  高速車輪是一種碳素微合金鋼制品，無論是鋼材配方還是工藝操控，參數調整牽一發而動全身。任何一點成分和溫度的细小變化都會引發功能的改變，進而影響制品質量。“研發人員要從眾多工藝的摆放組合中找出答案。”趙海說。

  中國幅員遼闊，地域溫差大，這給高速車輪研發提出了更加高的要求——高速列車要行駛在復雜多變的環境中，車輪资料硬度要高，壽命才干更長﹔同時還要保証韌性，滿足不同氣候環境下的行車安全。趙海說：“隻能靠反復探索，我們把市面上見到的高速車輪反復剖析配方、功能，做實驗、找距离，在此過程中研發團隊建立起對高速車輪標准體系的認知。”

  2010年，馬鋼研發的D1高速車輪在時速200—250公裡和諧號動車組上實現小批量裝車試驗，完成了64萬公裡運用查核，表現優異。

  研發的腳步始終沒有停下。隨著中國高鐵再次提速，2014年，時速350公裡的中國標准動車組輪軸設計研讨啟動，馬鋼重點負責車輪開發。

  經過多年歷練，趙海成長為車輪研發團隊主干和青年技術帶頭人。在老一輩科研人員的精心指導下，趙海和團隊成員起早貪黑開展上百次試驗。爐台前、熱處理操作室、機加工現場，到處可以正常的看到他們繁忙的身影。

  有了D1材質車輪的基礎，這次研發進程順利许多。8個月，團隊就完成了资料研發和關鍵制作工藝設計，開發的時速350公裡D2材質車輪通過權威機構檢測，綜合功能優於進口ER8材質車輪。

  通過檢測后，接下來要進行的是60萬公裡裝車查核。大西線、鄭徐線、哈大線……為了调查車輪的適應性，要在國內不同的線路上試驗。車跑到哪兒，“趙海們”就跟到哪兒。

  60萬公裡的跟蹤调查讓他們把握了高速車輪的關鍵應用數據，“趙海們”發表了多篇論文。调查結果顯示，馬鋼高速車輪功能優異，表現穩定。

  2017年1月，馬鋼時速350公裡高速車輪獲得CRCC（中鐵檢驗認証中心）認証，成為國內榜首家具備高速車輪商業化資質的企業，中國在高速車輪產品和技術上實現了彻底自主可控。

  經過論証，2021年馬鋼高速車輪獲准在復興號高鐵上擴大運用測評。這次測評，主機廠提出了加嚴要求。研發人員對高速車輪全流程生產工序進行整理，發現熱處理工序是提高產品功能的瓶頸，並設計出多套熱處理試驗计划，組織生產試驗。經功能數據對比，優選最佳工藝计划，產品達到主機廠的加嚴要求。

  “車輪是高鐵上安全風險最高的零部件，其跟蹤驗証周期漫長。”趙海說。依照國鐵集團統一布置，馬鋼高速車輪先裝配在綜合檢測車進行查核驗証，也便是每天發出的榜首輛在高鐵線路上空載運行的車輛，待累積安全行駛必定公裡數后，再批量整車裝配載客運營車上運行。

  本年元旦，整列裝用國產高速車輪的復興號長編組動車組從武漢站駛向天津，馬鋼高速車輪就此進入中國高鐵整列小批量裝車應用階段。

  期間，每次高速列車夜間入庫都要對車輪全數進行狀態檢查，每10萬公裡都要對高速車輪進行超聲波探傷檢查和磨耗測量。

  “這是進入批量商業化運用階段前的‘終極考驗’。”寶武馬鋼軌交资料科技有限公司（簡稱馬鋼交材）技術中心首席工程師魯鬆介紹，7月，已有整車裝用復興號動車組上的國產高速車輪實現安全执役60萬公裡的階段目標。

  投入上百名研發人員、進行幾十輪工業試驗、實施多輪技術改造，馬鋼獲得100多項專利，研發出具有自主知識產權的高速車輪。

  跟隨魯鬆的腳步，記者來到馬鋼科技展现廳。巨细各異的軌道交通用車輪模型排成一列，燈光勾勒出復興號的形狀。低地板彈性車輪、350公裡復興號高速車輪、和諧3型動力機車輪……這裡，最小車輪模型直徑580毫米，最大車輪模型直徑1250毫米，車輪閃著耀眼的光，似在講述這家鋼鐵企業在中國車輪發展史上的光輝歷程。

  “我們是制作業單項冠軍演示企業，綜合研發制作才能處於国际先進水平，產品實現譜系全覆蓋，出口全球70多個國家和地區。”魯鬆介紹。

  對馬鋼的科研人員來說，這些效果更像一種激勵。高速車輪的研發還有许多課題，比方，國產車輪能否支撐中國高鐵再提速？

  這正是趙海眼下的任務。“我們也在參與新一代時速400公裡高速車輪研發作业。從時速350公裡到400公裡，最關鍵的技術不是能不能跑起來，而是能不能停得住、停得穩、停得准。”趙海說，“很幸運趕上了中國高鐵發展黃金期，親眼見証並參與國產高速車輪從無到有的進程，希望能為中國高鐵發展貢獻更多力气。”

  再如，“雙碳”目標下，如安在車輪制作過程中持續減碳？“車輪產品生產流程很長，從鐵礦石開採到煉鐵、煉鋼，再到車輪制作，以及后續運輸等環節，都有能源消耗和碳排放，‘碳足跡’復雜。”魯鬆說。

  為此，馬鋼協同上下流採用“鏈長式”低碳管理模式，從降碳設計頂層規劃下手，進行產品全生命周期低碳路徑管控，成功開發出低碳45噸軸重重載車輪，實現制作全流程降碳20%以上，產品獲得海外客戶認可。

  面對城市地鐵噪聲擾民難題，馬鋼研發出適用於地鐵車輛的組合式彈性車輪，率先在合肥地鐵實現載客運行，為城市軌道交通供给了綠色、低噪音的新计划。

  魯鬆表明，以用戶體驗為關注焦點，堅持創新驅動，推動輪軸產業升級，向輪軸產業領軍企業邁進，是他們接下來的目標。

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