為助力解決大型盾構(gòu)機(jī)主軸承研制“最后一公里”難題，中科院2020年啟動“高端軸承自主可控制造”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(高端軸承專項(xiàng))，由中科院金屬所、中科院蘭州化學(xué)物理研究所等7家科研院所組成建制化團(tuán)隊(duì)，并聯(lián)合中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司、洛陽新強(qiáng)聯(lián)回轉(zhuǎn)支承股份有限公司等20余家行業(yè)企業(yè)進(jìn)行協(xié)同攻關(guān)，先后解決主軸承材料制備、精密加工、成套設(shè)計(jì)中12項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)問題，成功開發(fā)出直徑3米到8米級的盾構(gòu)機(jī)主軸承共10套。此前，在沈陽市政府的大力推動與支持下，直徑3米主軸承已在沈陽地鐵工程中成功應(yīng)用。

　　俗話說“好鋼用在刀刃上”，但首先要找到好鋼。高端軸承專項(xiàng)負(fù)責(zé)人李殿中研究員認(rèn)為，在12項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)問題當(dāng)中，中科院金屬所團(tuán)隊(duì)成功研究開發(fā)出“低氧稀土鋼”是關(guān)鍵技術(shù)中的關(guān)鍵。

　　他說，為發(fā)揮中國稀土資源優(yōu)勢，解決軸承領(lǐng)域的重大需求，中科院金屬所團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)十多年研究，發(fā)現(xiàn)稀土鋼性能波動、澆口堵塞等問題的根源在于氧含量。隨后，通過大量的實(shí)驗(yàn)、計(jì)算和表征，他們揭示出稀土在鋼中的主要作用機(jī)制，并開發(fā)出“低氧稀土鋼”關(guān)鍵技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)通過控制氧含量，制備出性能優(yōu)越、穩(wěn)定性好的低氧稀土鋼，成功研制出的稀土軸承鋼拉壓疲勞壽命提高40多倍，滾動接觸疲勞壽命提升40%。目前，由相關(guān)合作企業(yè)生產(chǎn)的稀土軸承鋼綜合力學(xué)性能優(yōu)異，好于進(jìn)口產(chǎn)品。

　　同時，“低氧稀土鋼”相關(guān)基礎(chǔ)研究成果今年也在國際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《自然-材料》(Nature Materials)發(fā)表。該基礎(chǔ)研究成果不僅有效解決了稀土軸承鋼工業(yè)生產(chǎn)時遭遇的堵塞、性能不穩(wěn)定等問題，還推動中科院金屬所牽頭制訂多項(xiàng)稀土鋼標(biāo)準(zhǔn)。

　　在高端軸承專項(xiàng)顧問李依依院士看來，“低氧稀土鋼”關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)成功，是中科院金屬所團(tuán)隊(duì)秉持“祖國需要什么就做什么”理念，并通過“政產(chǎn)學(xué)研用”有效合作完成的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)研究突破。她希望未來有更多經(jīng)費(fèi)支持這種“任務(wù)帶學(xué)科”模式，持續(xù)促進(jìn)基礎(chǔ)研究發(fā)展。