2019年年度报告 (1)低温超导NbT合金批量化技术 公司自主开发出高均匀№Ti合金真空自耗熔炼和自由锻造技术,有效避免№不熔块的产生和气体 杂质的引入,提高合金组织均匀性。为NbTi超导线材的批量化生产奠定了原料基础,成为世界上能够 批量生产超导用NTi合金的两家公司之一。 (2)NbTi超导线材工程化生产技术 1)公司开发出核聚变用NbTi超导线材工程化生产技术,发明了单重达450公斤的大型复合包套一 次组装技术、高临界电流密度线材塑形加工和时效热处理技术,生产出最大长度达到9万米的多芯№bTi 超导线材,各项性能指标全部满足ITER项目和中国工程聚变试验堆( CFETR)项目技术要求。 2)公司开发出MRI用№Ti超导线材导体结构设计、高尺寸精度加工、高铜比线材镶嵌成型等工程 化生产技术,解决了长线性能和尺寸均匀性控制难题,实现高性能MRI用NbTi超导线材量产,已经为 GE、 SIEMENS批量供货,打破了国际垄断,填补了国内空白 3)公司突破了交流领域应用的万芯级超细芯丝NbTi超导线材复合包套组装、长线加工和热处理制 度等关键技术,主要性能指标达到国际领先水平。 (3)NbSn超导线材工程化生产技术 1)公司解决了高性能内锡法NbSn超导线材的导体设计、Cu/№b/Sn/Ta多组元金属复合体塑性变形 和大坯料制备等工程化生产技术难题,最大长度达到10,000米,各项性能指标全部满足ITER项目、 CFETR 项目和10T以上高场磁体技术要求。 2)公司解决了青铜法№bsSn超导线材加工硬化难题,实现了ITER用青铜法 Nb3sn超导线材长线连 续加工,各项性能指标满足核聚变和髙场核磁共振谱仪技术要求。 (4)超导线材无损检测技术 公司开发出超导线材在线无损检测技术,建立了完整的无损检测数据库,解决了万米级长线连续无 损检测难题,保证了超导线材的结构完整性和质量稳定性。 (5)超导磁体制备技术 公司自主开发了大型超导磁体绕制、固化及低温杜瓦设计和制造等全套技术,自主研发的MCZ磁体 是国内第一台专门用于磁控直拉单晶硅的高磁场强度超导磁体,传导冷却类型MCZ,已实现批量出口; 研发出特种磁体制备新技术并实现产业化,批量应用于国内外高能加速器制造领域,实现中国首次向美 国能源部稀有同位素加速器项目批量岀口超导磁体;公司开发了鞍型和制冷机直冷低温超导磁体、大型 高温超导磁体关键制备技术,为兰州重离子加速器、上海光源、广东电网超导限流器提供了核心的超导 磁体,保障了国家重点工程建设。 (6)高温超导材料制备技术 公司自主开发出以粉末装管法、高强度低损耗结构设计为核心的全套制备技术,制备出高性能 Bi2223带材:发明了分步法合成元素掺杂粉末、芯部增强导体结构,制备出千米级MsB带材,参与研 制出国际首台0.6TMgB2核磁共振成像仪 (三)高性能高温合金 公司作为国内高性能高温合金材料的新兴供应商之一,陆续承担了国内重点国防装备用多个高温合 金材料的研制任务,形成了一系列先进的制备工艺和质量过程控制技术: (1)量化过程控制体系。公司建立了覆盖高温合金原材料、工艺装备、制备过程的作业规范和量 化的产品质量过程控制体系,以解决高性能高温合金质量稳定性不高的难题 (2)动态渣系控制技术。公司建立了典型牌号高温合金电渣熔炼的预熔渣系,有效降低了高温合 金电渣熔炼过程中的元素烧损率。 (3)高纯净度高温合金熔炼控制技术。公司自主开发了特种中间合金并应用于熔炼过程,同时采 用自主设计的合金熔液过滤系统,提高了高温合金的纯净度 (4)高温合金铸锭开坯锻造技术。公司解决了GH4720Li、GH4738、FGH4096等难变形高温合金铸 锭开坯锻造难题。 5)高均匀性高温合金棒材锻造技术。公司采用“高低髙”锻造技术、多向锻造技术、高频锻造 技术,成功制备出晶粒度极差2级的GH4169、GH2907及GH4738合金棒材,达到国内先进水平。 6)全流程高温合金制备工艺数值模拟技术。公司自主开发了高温合金熔炼、棒材锻造的全流程 制备工艺数值模拟模型,并成功应用于航空发动机用多个牌号高组织均匀性高温合金细晶棒材制备。 16/245
2019 年年度报告 16/245 （1）低温超导 NbTi 合金批量化技术 公司自主开发出高均匀 NbTi 合金真空自耗熔炼和自由锻造技术，有效避免 Nb 不熔块的产生和气体 杂质的引入，提高合金组织均匀性。为 NbTi 超导线材的批量化生产奠定了原料基础，成为世界上能够 批量生产超导用 NbTi 合金的两家公司之一。 （2）NbTi 超导线材工程化生产技术 1）公司开发出核聚变用 NbTi 超导线材工程化生产技术，发明了单重达 450 公斤的大型复合包套一 次组装技术、高临界电流密度线材塑形加工和时效热处理技术，生产出最大长度达到 9 万米的多芯 NbTi 超导线材，各项性能指标全部满足 ITER 项目和中国工程聚变试验堆（CFETR）项目技术要求。 2）公司开发出 MRI 用 NbTi 超导线材导体结构设计、高尺寸精度加工、高铜比线材镶嵌成型等工程 化生产技术，解决了长线性能和尺寸均匀性控制难题，实现高性能 MRI 用 NbTi 超导线材量产，已经为 GE、SIEMENS 批量供货，打破了国际垄断，填补了国内空白。 3）公司突破了交流领域应用的万芯级超细芯丝 NbTi 超导线材复合包套组装、长线加工和热处理制 度等关键技术，主要性能指标达到国际领先水平。 （3）Nb3Sn 超导线材工程化生产技术 1）公司解决了高性能内锡法 Nb3Sn 超导线材的导体设计、Cu/Nb/Sn/Ta 多组元金属复合体塑性变形 和大坯料制备等工程化生产技术难题，最大长度达到10,000米，各项性能指标全部满足ITER项目、CFETR 项目和 10T 以上高场磁体技术要求。 2）公司解决了青铜法 Nb3Sn 超导线材加工硬化难题，实现了 ITER 用青铜法 Nb3Sn 超导线材长线连 续加工，各项性能指标满足核聚变和高场核磁共振谱仪技术要求。 （4）超导线材无损检测技术 公司开发出超导线材在线无损检测技术，建立了完整的无损检测数据库，解决了万米级长线连续无 损检测难题，保证了超导线材的结构完整性和质量稳定性。 （5）超导磁体制备技术 公司自主开发了大型超导磁体绕制、固化及低温杜瓦设计和制造等全套技术，自主研发的 MCZ 磁体 是国内第一台专门用于磁控直拉单晶硅的高磁场强度超导磁体，传导冷却类型 MCZ，已实现批量出口； 研发出特种磁体制备新技术并实现产业化，批量应用于国内外高能加速器制造领域，实现中国首次向美 国能源部稀有同位素加速器项目批量出口超导磁体；公司开发了鞍型和制冷机直冷低温超导磁体、大型 高温超导磁体关键制备技术，为兰州重离子加速器、上海光源、广东电网超导限流器提供了核心的超导 磁体，保障了国家重点工程建设。 （6）高温超导材料制备技术 公司自主开发出以粉末装管法、高强度低损耗结构设计为核心的全套制备技术，制备出高性能 Bi2223 带材；发明了分步法合成元素掺杂粉末、芯部增强导体结构，制备出千米级 MgB2带材，参与研 制出国际首台 0.6TMgB2核磁共振成像仪。 （三）高性能高温合金 公司作为国内高性能高温合金材料的新兴供应商之一，陆续承担了国内重点国防装备用多个高温合 金材料的研制任务，形成了一系列先进的制备工艺和质量过程控制技术： （1）量化过程控制体系。公司建立了覆盖高温合金原材料、工艺装备、制备过程的作业规范和量 化的产品质量过程控制体系，以解决高性能高温合金质量稳定性不高的难题。 （2）动态渣系控制技术。公司建立了典型牌号高温合金电渣熔炼的预熔渣系，有效降低了高温合 金电渣熔炼过程中的元素烧损率。 （3）高纯净度高温合金熔炼控制技术。公司自主开发了特种中间合金并应用于熔炼过程，同时采 用自主设计的合金熔液过滤系统，提高了高温合金的纯净度。 （4）高温合金铸锭开坯锻造技术。公司解决了 GH4720Li、GH4738、FGH4096 等难变形高温合金铸 锭开坯锻造难题。 （5）高均匀性高温合金棒材锻造技术。公司采用“高低高”锻造技术、多向锻造技术、高频锻造 技术，成功制备出晶粒度极差 2 级的 GH4169、GH2907 及 GH4738 合金棒材，达到国内先进水平。 （6）全流程高温合金制备工艺数值模拟技术。公司自主开发了高温合金熔炼、棒材锻造的全流程 制备工艺数值模拟模型，并成功应用于航空发动机用多个牌号高组织均匀性高温合金细晶棒材制备
2019年年度报告 2.报告期内获得的研发成果 公司参与完成的“损伤容限钛合金研制”项目被陕西省科学技术厅提名为2019年度陕西省科学技 术奖专业评审建议奖励项目(技术发明一等奖),目前已过公示期。该项目研制出我国自主实施产权的 高强高韧损伤容限钛合金TC21和中强高韧损伤容限钛合金TC4-DT,结束了我国没有损伤容限钛合金的 历史。TC21合金的综合性能达到国际领先水平;TC4DT合金的综合性能达到国际先进水平,其中断裂 韧性达到国际领先水平。TC21和TC4DT合金实现量产,并在我国多个系列军用飞机上实现应用,全面 提升了我国自主研发航空钛合金的能力和水平。突破整体框TA**、商飞Ti6Al4V用钛合金大规格锻坯 均匀化锻造技术,力学性能达国际领先水平,有效解决了Ti*钛合金新品生产技术难题 硏制出国际首台压差射流冷却系统,使超导限流器失超恢复时间缩短20%并交付南方电网使用:完 成了超高速磁悬浮磁体设计制造并通过在轨测试,为超导应用不断拓展未来市场空间:自主研发的2 种无液氦MCZ磁体获得成功 报告期内,公司共申报专利55件,获授权专利29件。公司现有专利346件,其中发明专利240 件 3.研发投入情况表 单位:元 本期费用化研发投入 128,931,165.54 本期资本化研发投入 研发投入合计 128,91,9855 研发投入总额占营业收入比例(%) [公司研发人员的数量 研发人员数量占公司总人数的比例(%) 23.54 研发投入资本化的比重(%) 0.01 情况说明 1、根据财政部发布的《关于修订印发2019年度一般企业财务报表格式的通知》(财会[2019]6号)的 规定,公司2019年度研发费用包含了原计入管理费用的自行开发无形资产的摊销,并重溯了2018年度 的研发费用。由于研发投入已包含了当期资本化的研发支出金额,因此未包含自行开发无形资产的本期 摊销 2、本期资本化研发投入为负是由于研发物料形成销售冲减投入所致 17/245
2019 年年度报告 17/245 2. 报告期内获得的研发成果 公司参与完成的“损伤容限钛合金研制”项目被陕西省科学技术厅提名为 2019 年度陕西省科学技 术奖专业评审建议奖励项目（技术发明一等奖），目前已过公示期。该项目研制出我国自主实施产权的 高强高韧损伤容限钛合金 TC21 和中强高韧损伤容限钛合金 TC4-DT，结束了我国没有损伤容限钛合金的 历史。TC21 合金的综合性能达到国际领先水平；TC4-DT 合金的综合性能达到国际先进水平，其中断裂 韧性达到国际领先水平。TC21 和 TC4-DT 合金实现量产，并在我国多个系列军用飞机上实现应用，全面 提升了我国自主研发航空钛合金的能力和水平。突破整体框 TA**、商飞 Ti6Al4V 用钛合金大规格锻坯 均匀化锻造技术，力学性能达国际领先水平，有效解决了 Ti**钛合金新品生产技术难题。 研制出国际首台压差射流冷却系统，使超导限流器失超恢复时间缩短 20%并交付南方电网使用；完 成了超高速磁悬浮磁体设计制造并通过在轨测试，为超导应用不断拓展未来市场空间；自主研发的 2 种无液氦 MCZ 磁体获得成功。 报告期内，公司共申报专利 55 件，获授权专利 29 件。公司现有专利 346 件，其中发明专利 240 件。 3. 研发投入情况表 单位：元 本期费用化研发投入 128,931,165.54 本期资本化研发投入 -19,176.99 研发投入合计 128,911,988.55 研发投入总额占营业收入比例（%） 8.91 公司研发人员的数量 194 研发人员数量占公司总人数的比例（%） 23.54 研发投入资本化的比重（%） -0.01 情况说明 1、根据财政部发布的《关于修订印发 2019 年度一般企业财务报表格式的通知》（财会[2019]6 号）的 规定，公司 2019 年度研发费用包含了原计入管理费用的自行开发无形资产的摊销，并重溯了 2018 年度 的研发费用。由于研发投入已包含了当期资本化的研发支出金额，因此未包含自行开发无形资产的本期 摊销。 2、本期资本化研发投入为负是由于研发物料形成销售冲减投入所致
2019年年度报告 4.在研项目情况 √适用口不适用 项目名称预计总投资规模|本期投入金额累计投入金额进展或阶段性成果拟达到目标技术水平具体应用前景 1高均匀化№b4Ti13,789,800.00~3978,430.771,345,371.70形成了超导用高性能形成工程化国际先进直接应用于超 合金铸锭制备工 Mh47Ti合金熔炼优化工|制备工艺 导用Nb47Ti合 艺研究 艺并应用于生产 金批量化生 产,并且可应 用于相关钛合 金工艺优化 2*用钛合金研制8,00000212,937.945,06654.06成功试制超大规格饼坯并‖形成工程化|国内领先「在新型航空装 形成小批供货 制备工艺 备上批量应用 3超高强钛合金棒|6,00002,505,548.4810,409,132.73开发了新型钛合金并初步形成工程化国内领先在新型航空装 材研制 突破了熔炼及锻造的工程|制备工艺 备上批量应用 化关键技术 4*锻造工艺开发4,000041,943,12.872,056,714.5开发了*锻造工艺,成功形成工程化|国内领先「相关航空装备 及推广 进行了多种牌号钛合金产制备工艺 上批量应用 品的试制验证 做好工艺技 5高均匀性*钛合3,6000001,816,107.413,597,809.15形成了全流程制备新工艺做好工艺技|国内领先相关航空装备 金棒材/锻坯研制 术储备,逐 上批量应用 步应用于批 6小规格纯铌棒制「6,3000001,598,811084,951,110.26自主开发了超导用纯铌棒「形成工程化「国内领先应用于高性能 备工艺研究 全流程工艺并成功进行了制备工艺 小规格纯铌棒 批量生产验证 产品生产 7「*合金铸锭高温「2,424,600001,53,649.601,685,96626对多种牌号钛合金开展相优化相关合「国内领先全面推广应用 均匀化及成品熔 关研究,形成了工艺优化金熔炼工艺 于相关合金批 炼工艺优化研究 方法并逐步推广应用 量化生产 8「高性能№sSn超导|39,0000006,370,427.8741,39,030.01研究了高性能№Sn超导开发出具有国际先进「可用于未来 线材制备技术研 线材制备工艺的影响因自主知识产 CFETRCS线圈 18/245
2019 年年度报告 18/245 4. 在研项目情况 √适用 □不适用 单位：元 序 号 项目名称 预计总投资规模 本期投入金额 累计投入金额 进展或阶段性成果 拟达到目标 技术水平 具体应用前景 1 高均匀化 Nb47Ti 合金铸锭制备工 艺研究 13,789,800.00 3,978,430.77 11,345,371.70 形 成 了 超 导 用 高 性 能 Nb47Ti 合金熔炼优化工 艺并应用于生产 形成工程化 制备工艺 国际先进 直接应用于超 导用 Nb47Ti 合 金 批 量 化 生 产，并且可应 用于相关钛合 金工艺优化 2 **用钛合金研制 8,000,000.00 2,722,937.94 5,066,654.06 成功试制超大规格饼坯并 形成小批供货 形成工程化 制备工艺 国内领先 在新型航空装 备上批量应用 3 超高强钛合金棒 材研制 6,000,000.00 2,505,548.48 10,409,132.73 开发了新型钛合金并初步 突破了熔炼及锻造的工程 化关键技术 形成工程化 制备工艺 国内领先 在新型航空装 备上批量应用 4 **锻造工艺开发 及推广 4,000,000.00 1,943,112.87 2,056,714.55 开发了**锻造工艺，成功 进行了多种牌号钛合金产 品的试制验证 形成工程化 制备工艺， 做好工艺技 术储备 国内领先 相关航空装备 上批量应用 5 高均匀性**钛合 金棒材/锻坯研制 3,600,000.00 1,816,107.41 3,597,809.15 形成了全流程制备新工艺 做好工艺技 术储备，逐 步应用于批 量化生产 国内领先 相关航空装备 上批量应用 6 小规格纯铌棒制 备工艺研究 6,300,000.00 1,598,811.08 4,951,110.26 自主开发了超导用纯铌棒 全流程工艺并成功进行了 批量生产验证 形成工程化 制备工艺 国内领先 应用于高性能 小规格纯铌棒 产品生产 7 **合金铸锭高温 均匀化及成品熔 炼工艺优化研究 2,424,600.00 1,553,649.60 1,685,966.26 对多种牌号钛合金开展相 关研究，形成了工艺优化 方法并逐步推广应用 优化相关合 金熔炼工艺 国内领先 全面推广应用 于相关合金批 量化生产 8 高性能Nb3Sn超导 线材制备技术研 39,000,000.00 6,370,427.87 41,397,030.01 研究了高性能 Nb3Sn 超导 线材制备工艺的影响因 开发出具有 自主知识产 国际先进 可 用 于 未 来 CFETRCS 线 圈
究(ITER专项 素,获得了线材结构、加|权的CFET 制造和TF线 014GB105003) 工工艺及热处理制度对模型线圈用 制造 (低磁滞损耗内锡 Nb3Sn线材的影响规律,成高性能 法NbSn线材的研 功批量制备出满足项目技Nh2Sn超导 术要求的线材,并交付客线材设计和 定批量生 9低温系统与高压6,4600004052,1.234,860,18。13已经完成限流器本体低温所制造的部|国内领「应用于国内 出线单元设计与 容器和低温制冷系统的制件能够为先,本课160V直流输 造任务,并通过了第三方160k超导题研制的电工程,为超 试,都达到项目指标要直流限流器关键部件|导直流限流器 求:高压出线单元正在制提供稳定的将首次用提供低温环 造 低温环境,于超导直境。也有希望 为超导限流流限流器应用于超导输 器挂网运行挂网运电电缆、超导 积累经验数行 储能等领域。 线材批|13,215,00004,173,939.905,462,25.34研究了MbSn超导线材制|获得千米级国际先进可用于未来 量化制备关键技 备工艺的影响因素,获得高性能水平 CFETR高场磁 术研究 了Cu/Nb/Sn比例对 NbSn NbaSn线材 体和高场加速 线材性能的影响规律。深|的稳定制备 器磁体 入研究了NbSn相形成过技术,满足 程,获得高临界电流密度国内科研项 所必需的Nhsn微观组织,目磁体的使 成功制备出满足项目技术用要求 要求的线材,并交付客户。 11低成本WC用6,300001,342,192.934,753,013.53获得低成本WIC线材的制|低成本国际先进|低成本MRI磁 NbTi超导线材的 备技术 bTi线材水平 体 具备稳定批 12*用桦母合金电1,500.000007141,210.347,141,210.34形成VM+VAR双真空率母形成工程化[国际先进相关航空装备
2019 年年度报告 19/245 究 （ ITER 专 项 2014GB105003 ） (低磁滞损耗内锡 法Nb3Sn线材的研 制) 素，获得了线材结构、加 工工艺及热处理制度对 Nb3Sn 线材的影响规律，成 功批量制备出满足项目技 术要求的线材，并交付客 户。 权的 CFETR 模型线圈用 高 性 能 Nb3Sn 超导 线材设计和 加工关键技 术，实现稳 定 批 量 生 产。 制造和 TF 线圈 制造 9 低温系统与高压 出线单元设计与 制造 6,460,000.00 4,052,113.23 4,860,188.13 已经完成限流器本体低温 容器和低温制冷系统的制 造任务，并通过了第三方 测试，都达到项目指标要 求；高压出线单元正在制 造。 所制造的部 件 能 够 为 160kV 超导 直流限流器 提供稳定的 低温环境， 为超导限流 器挂网运行 积累经验数 据。 国内领 先，本课 题研制的 关键部件 将首次用 于超导直 流限流器 挂网运 行。 应 用 于 国 内 160kV 直流输 电工程，为超 导直流限流器 提 供 低 温 环 境。也有希望 应用于超导输 电电缆、超导 储能等领域。 10 低温超导线材批 量化制备关键技 术研究 13,215,000.00 4,773,939.90 5,462,225.34 研究了 Nb3Sn 超导线材制 备工艺的影响因素，获得 了 Cu/Nb/Sn 比例对 Nb3Sn 线材性能的影响规律。深 入研究了 Nb3Sn 相形成过 程，获得高临界电流密度 所必需的 Nb3Sn 微观组织， 成功制备出满足项目技术 要求的线材，并交付客户。 获得千米级 高 性 能 Nb3Sn 线材 的稳定制备 技术，满足 国内科研项 目磁体的使 用要求。 国际先进 水平 可 用 于 未 来 CFETR 高场磁 体和高场加速 器磁体 11 低 成 本 WIC 用 NbTi 超导线材的 制备 6,300,000.00 1,342,192.93 4,753,013.53 获得低成本 WIC 线材的制 备技术。 低 成 本 NbTi 线 材 具备稳定批 产能力。 国际先进 水平 低成本 MRI 磁 体 12 **用**母合金电 1,500,000.00 7,141,210.34 7,141,210.34 形成 VIM+VAR 双真空**母 形成工程化 国际先进 相关航空装备
合金铸锭熔炼工艺并应用制备工艺水平 上批量应用 于生产 13*合金锻制棒材1,860,0002,849,395.172.849,395.17掌握*合金组织控制技术形成工程化国际先进相关航空装备 组织均匀性提升 并应用于生产 制备工艺水平 上批量应用 研 14*用大规格高温|2,500 0000207 742,050,798.74形成*合金大规格棒材锻|形成工程化「国际先进相关航空装备 合金棒材研制 造工艺并应用于生产 上批量应用 15优质*高温合金 8000000606563.291,056563.29形成*合金熔炼工艺并应形成工程化|国际先进相关航空装备 铸锭研制 用于生产 制备工艺水平 上批量应用 11749,400045,755239.62108,683,183.26 情况说明
2019 年年度报告 20/245 极研制 合金铸锭熔炼工艺并应用 于生产 制备工艺 水平 上批量应用 13 **合金锻制棒材 组织均匀性提升 研究 1,860,000.00 2,849,395.17 2,849,395.17 掌握**合金组织控制技术 并应用于生产 形成工程化 制备工艺 国际先进 水平 相关航空装备 上批量应用 14 **用大规格高温 合金棒材研制 2,500,000.00 2,050,798.74 2,050,798.74 形成**合金大规格棒材锻 造工艺并应用于生产 形成工程化 制备工艺 国际先进 水平 相关航空装备 上批量应用 15 优质**高温合金 铸锭研制 800,000.00 1,056,563.29 1,056,563.29 形成**合金熔炼工艺并应 用于生产 形成工程化 制备工艺 国际先进 水平 相关航空装备 上批量应用 合 计 / 115,749,400.00 45,755,239.62 108,683,183.26 / / / / 情况说明 无