刷新纯铁科学认知实现高端铁基材料规模化落地

过去，制备不同纯度等级的高纯铁试样比较困难，行业对纯铁性能的认知多来自传统经验。同时，纯度等级变化对纯铁力学、磁学、耐蚀等关键性能的影响机制尚不明确，航空、核电、半导体等领域缺少选材判据，限制了高纯铁在高端装备领域的规模化推广应用。

上海大学联合河北龙凤山新材料集团等单位组建的产学研攻关团队，依托自主制备的3N7~5N2全谱系高纯铁试样，开展系统多维度性能表征测试，探明纯度—性能耦合演化规律，更新了行业对纯铁材料的传统科学认知，打通“高纯铁制备—高端材料工程化应用”全链条，实现高端铁基材料规模化落地应用。

研究证实，纯度对纯铁综合性能起到决定性作用：随着纯度提升，纯铁导电、导热性能显著优化；软磁特性大幅改善，磁导率明显提高、矫顽力降低；耐蚀性能同步增强。同时，该团队修正了业内对纯铁屈服强度的传统认知，测得4N4高纯铁屈服强度低至58兆帕，颠覆了业内纯铁屈服强度约100兆帕的固有结论，为铁基新材料研发和工程选材提供重要科学支撑。

基于上述研究成果，该项目将国产全谱系高纯铁批量推向各战略产业：在特殊钢领域，以此为原料制备的轴承钢接触疲劳寿命实现数量级跃升，为新一代特种钢研发提供全新路径；在核电领域，超低钴高纯铁丝材应用于反应堆中子探测元件；在半导体领域，作为超高纯不锈钢的核心基础原料；在稀土永磁、非晶纳米晶、磷酸铁锂、高端精密铸件等领域，实现稳定大批量供货。

国产高纯铁实现进口替代，有助于保障高端原料供给安全，助力下游企业提升产品品质、压缩生产工时、降低综合制造成本。该成果完成从基础机理研究向工程实用价值的转化，为高强、耐蚀、特种功能铁基新材料的开发拓展了新思路，也为我国高端装备制造业高质量发展提供坚实材料保障。（中国冶金报）