3月28日，南极中山站寒风刺骨，而在11518公里外的武汉科技大学实验室里，吴开明教授正通过视频密切关注着2024年1月被架到中山站实验平台上的“极地钢”，它在南极拉斯曼丘陵上接受最后的低温和腐蚀实验。

吴开明教授查看炼出的“极地钢“

早在十多年前，在北极圈的亚马尔半岛上，武汉研发的“极地钢”就撑起了俄罗斯“亚马尔液化天然气项目”的骨架，在永久冻土带上至今稳如磐石。

普通钢材遇低温脆裂、遇高温软化，根本无法在地球南北极使用。吴开明自比“钢铁大厨”，用铌、钒、钛、锆、稀土作为“胡椒、味精”，经过千炉钢铁的上万次反复调试，最终炒出“极地钢”这盘“大菜”。“极地钢”能在-120℃环境中依然有着普通钢材的强度和韧性，不仅能耐-196℃低温，还能抵御300℃高温。“极地钢”不仅在地球两极可以使用，而且在昼夜温差-180℃至127℃的月球上同样可以大显身手。

【研发者说】

武汉科技大学国际钢铁研究院常务副院长吴开明：

千炉钢水万次配方炼就“极地钢”

一般情况下，炼钢需要用贵重金属作为合金添加剂。譬如，普通耐低温的钢材，镍所占比例为1.5%至9%，而镍是一种贵重金属，导致每吨耐低温钢中镍的成本占3000元至1.8万元。而“极地钢”在性能相当时可降低50%的成本。

“极地钢”是如何炼成的？如果把炼“极地钢”比喻为炒一盘菜，那么铌、钒、钛、锆、稀土则是胡椒、味精，按照不同比例添加到炼钢炉里。技术核心是这些胡椒、味精的比例和用法，这个实验过程持续了十多年，最终找到配料的“黄金比例”。

“极地钢”不仅要耐寒，还要有足够的强度、韧性。然而，钢铁材料的强度和韧性如同跷跷板两端，此消彼长。为攻克这一世界性难题，我们团队创新提出“稀土—锆—钛等复合微合金化”工艺：在轧制与冷却环节保留韧性组织，研发出微纳米结构，让材料更硬、更韧，打破了原先顾此失彼的局面。同时，破解了钢材的“低温韧性基因编码”，找到元素配比与强韧性的精准匹配机制，使用极少量的微合金元素就能极大地提升钢材性能，找到了钢材性能的调控密码。

最终，我们运用3米多高的焊接试验设备、50公斤的真空感应炉、-196℃的超低温力学检测仪等成套设备，在用掉上千炉钢水、历经上万次配方调试后，最终制成“极地钢”。起初，炼出的“极地钢”能耐寒-60℃至-80℃；现在，经过迭代，“极地钢”不仅能耐-196℃高寒，还能抵御200℃至300℃高温。“极地钢”不仅能在地球极地使用，还能完全覆盖月球上的昼夜温差，也就是说能在月球上使用。

目前，“极地钢”技术已在宝钢、湘钢和南钢相继产业化。该成果先后获得中国、俄罗斯和日本的技术发明专利授权，获得中国海洋科学技术奖一等奖、湖北省技术发明奖一等奖。

【大众点评】

中石油集团海洋工程有限公司（青岛）原总经理张志鹏：

-50℃环境下使用逾10年质量完好

十多年前，我们公司中标全球最大的极地工程——俄罗斯“亚马尔液化天然气项目”，要为其提供90%以上的油气装备用钢板。当时，我担任该项目总监。北极圈的亚马尔半岛冬天气温经常低于-50℃，普通钢材会像玻璃一样脆裂，需要能抵御极寒天气的钢材，按计划采用俄标或者欧标钢材。因供货周期等问题，我们选择了国产钢材“极地钢”。我们在宝钢、南钢、湘钢获得了武汉科技大学吴开明教授团队研发的“极地钢”后，采用模块化施工，并如期完成这座液化天然气工厂的建设。完工后，“极地钢”各项性能不输俄标、欧标钢材，价格更便宜。

该项目质保期为36个月，目前已经超过10年了，“极地钢”性能依然稳定，为中国特殊钢的出口赢得了好口碑。

编辑：胡之澜