武汉科技大学材料学部教授丁文红：国之所需 我之所向
来源：好上学 时间：2025-03-05
2月28日，武汉科技大学材料学部丁文红教授被授予“全国三八红旗手”称号。去年1月，她被授予我国工程师领域的最高荣誉“国家卓越工程师”称号。
改变大型冷连轧技术依赖进口的历史
二十世纪末，我国的大型冷连轧技术主要依靠进口。当时，学界普遍认为，冷连轧系统庞大而复杂，涉及的跨专业难题太多，难以实现自主技术集成。早在1983年，冷连轧机就出现在国家“重大技术装备国产化”的文件里。但是，十多年过去了，无一成功。
“外国人能做到，中国人难道做不出来？”怀揣着要为中国人争口气的激情，丁文红主动请缨，与鞍钢、一重的技术人员展开联合攻关。
彼时钢铁生产供不应求，面对鞍钢数十亿的投资和千万职工的生产生活，这个秀气的南方姑娘，顶着巨大的压力，一年200多天在东北。白天，她在生产线上研究设备的功能要求，在设备制造厂讨论设计方案；晚上，她挑灯夜战，梳理工艺过程，确定设备连锁条件，学习液压、电气、检测仪表等相关专业知识，编机械电器功能说明书。
在日复一日的坚持和努力下，4年后，建成国内首套依靠自主技术力量集成的大型冷轧宽带钢生产线。机组投产后，板型、厚度、表面质量、成材率、能耗等指标，均达到或超过国际先进水平，成本比国外进口降低了一半，结束了我国大型冷轧机组依赖进口的历史。
该项目获2005年冶金行业科技进步特等奖、2007年国家科技进步一等奖。丁文红获国家优质工程设计银奖。这次成功让她体验到个人理想和国家需求高度统一带来的成就感。“国之所需，我之所向”的钢铁报国之志，也深深地印刻在她的内心深处。
研制出全球首个矫直平整系列成套技术及装备
之后，钢铁行业产能过剩、效益下滑，国家提出“加快高端钢铁材料和关键技术的研发”。
丁文红联手宝钢技术人员研制出国内首套厚度下限为0.12mm的极薄板双机架平整机组，实现了高端冷轧产品的自主研发，获2项国家科技进步二等奖；与合作伙伴共同研制出首套激光电弧复合焊机，使该装备的供货价格由4500万元/套降低至1500万元/套，扭转关键装备受制于人的局面；还带领团队研制出国内首套小辊径无偏距冷连轧机，提升了钢铁行业在自主核心技术研制领域的话语权。
二十一世纪初，高强钢在加工过程中，由于产生残余应力容易出现畸变，导致我国工程机械行业所需的高强钢产品主要依赖进口。外商以25000-35000元/吨的高价向我国出口，严重制约了中国工程机械行业的国际竞争力。
面对这种被动的局面，不愿服输的丁文红多次深入钢厂以及下游用户，测试、分析、计算加工过程残余应力的演变规律，提出控制平整滞留区应变量，利用矫直+平整的方式改善高强钢残余应力分布的原创概念，研制出全球首个矫直平整系列成套技术及装备。
这次与残余应力的较量，激发了她探索残余应力的好奇心。
残余应力，是在加工或使用过程残留在材料内部的力。它看不见、摸不着，但能致命。飞机、轮船、压力容器开裂所造成的恶性事故，精密零件的精度不足，螺旋桨等关键部件的疲劳损伤等，都是材料内的残余应力“作怪”。
残余应力研究是个“硬骨头”。半个多世纪以来，各国研究人员围绕该问题展开了深入研究，但在组织与残余应力交互作用领域尚未取得实质性突破，导致淬火、回火过程的残余应力控制只能凭借经验，产品的形状、尺寸精度、疲劳性能等都难以得到真正的控制，无法生产出高性能的基础材料和产品。
“全力以赴，突破世界难题。”一个念头悄悄在丁文红脑海里萌生。2016年，她毅然放弃总经理的职位，调入武汉科技大学耐火材料与冶金国家重点实验室，挑战高强钢制备过程的“组织结构与残余应力的交互作用规律”这个关键难题。
有同行劝告她：“研究应力，科研难度大，五年十年也不见得有成果。即便是有所进展，由于残余应力是隐形技术，也很难取得成就。”有同事建议她：“你有企业背景，做新材料开发更容易出成果。”她说：“科研要解决实际问题，需要有人去探索、去铺路。我们或许做不出成果，但是可以让后人少走弯路。”
攻克残余应力调控世界难题
应力“无影无踪”，如何测量？材料表面的应力还好测量，但是要测量材料内的三维应力才能获取应力分析的基础数据。她带着团队搭建应变测量装置，开发应力反演计算程序。
最难的时候，合作开发应力算法程序的研究人员放弃了，她不得不自学软件，反复调试程序，打通三维应力表征的关键环节。
应力表征只是应力研究的基础和手段，找到组织转变对残余应力的影响规律是团队面临的最大挑战。没有可以借鉴的参考文献，丁文红带领一群初生牛犊不怕虎的学生解决一个个难题。
没有数据，他们通过一次又一次反复试验获取基础数据，在杂乱无章的数据堆里找寻规律。他们不断提出假设，再设计试验去验证、分析。每个假设被证实，都给团队带来鼓舞。
经过6年多的努力，丁文红带领团队逐渐掌握了高强钢淬火相变过程残余应力的形成机制和回火过程残余应力的松弛机制，并围绕高强钢生产流程，开发出系列基于材料塑性行为重构的残余应力调控技术。
他们的研究成果助力中国钢铁企业“脱胎换骨”，制备出两大系列二十余个品种的低应力超高强钢产品，突破了四个世界之最：规格最薄、级别最高、强韧性最好、成型性最高。在宝武、河钢、涟钢、湘钢、首钢、新钢、柳钢等大型钢铁企业应用，近3年新增利润近16亿元，并实现了向欧美等钢铁强国的反向出口。
“相比这个荣誉，帮助企业解决难题最让我高兴。”丁文红说，“钢铁报国的‘接力棒’传递到我们这一代人手中，我们唯有不畏艰难、潜心研究，推动钢铁行业高质量发展，铸就科技强国、制造强国的‘钢铁脊梁’。”
