王世章，合金钢专家，我国高速工具钢科学研究与生产领域的带头人之一，我国节约镍铬型的含硼合金结构钢、超高强度钢和半奥氏体沉淀硬化不锈钢的开拓者之一。在研制、开发高速钢品种系列与质量提高等方面作出重要贡献。结合我国资源特点，创新研究出W9Mｏ3系列高速工具钢，在通用型与超硬型高速工具钢领域得到了广泛应用。

王世章，1923年9月1日出生于福建省福州市。其父早年留学日本，历任福建各大学文史系教授。其母早年病逝，靠姑母抚养成人。1942年毕业于福州英华中学，因成绩优异，被学校保送到交通大学唐山工程学院土木系，后转入矿冶系冶金专业学习。当时正值抗日战争期间，唐山交通大学迁到贵州平越。

1947年夏，于唐山交通大学毕业，获矿冶系冶金专业学士学位。1947～1948年在上海钢铁公司一厂平炉炼钢车间当炼钢值班助理员。1948年秋到1950年春，先后在福州三一中学和英华中学高中部执教。1950年春在沈阳重机厂炼钢部任炼钢技术员。1950年秋转入太原钢铁厂炼钢部工作并参加平炉扩建工程。1953年被调到北京黑色冶金设计院（今钢铁设计研究总院）工作，期间晋升为工程师。1958年1月，调至冶金工业部钢铁研究总院。

1965年担任合金钢研究室副主任, 1980年晋升为高级工程师，1988年首批晋升为教授级高级工程师，并先后培养了7名硕士研究生。在科学研究工作中，获得多项国家及省部级奖励，其中：“新型冷挤压模具钢”和“低合金高性能高速钢”，分别于1983年和1995年获国家创造发明四等奖；“新型通用高速钢W9Mo3Cr4V的质量和工艺研究”，1987年获国家科学技术进步三等奖；“热塑性钨系通用高速钢W14Cr4VMnR”和“半奥氏体沉淀硬化不锈钢”，1978年获全国科学大会奖；1981年，“高质量通用高速钢W9Mo3Cr4V的研制”、1985年“新型通用高速钢W9Mo3Cr4V生产和工艺质量研究”和1985年“高质量大断面高速钢生产工艺研究”3项各获得冶金部科技成果一等奖，以及其他等级的部级奖励多项。1985年获得冶金部颁发的“高速钢科技攻关优秀工作者”荣誉称号；1986年由国家科委、冶金部联合表彰为“六五”低合金钢、合金钢科技攻关中有重要成果的科技人员，并获得了荣誉证书。1984年12月加入中国共产党。1991年7月成为国务院第一批颁发的政府特殊津贴的获得者。

 

          我国节约镍铬型的含硼合金结构钢系列的创始人之一

    20世纪50年代后期，国内工业技术主要学习苏联，而苏联的合金钢大多是含镍铬的钢种。当时汽车、机床等民用机械制造工业以及军事工业都在创业与发展之中，所需合金钢中合金元素镍和铬，由于国外的封锁供应受到限制。为了自力更生解决合金钢的生产问题，政府决定大力研发节约镍铬型的无镍无铬或无镍少铬的新合金钢种，而合金结构钢产量占合金钢中的比例最大，因此迫切需求解决这一难题。当时，王世章任钢铁研究院合金结构钢研究组长，他挑起重任。首先与大冶钢厂及长春第一汽车厂密切合作，研究40MnB代替40Cr钢的工作获得很大成功，使第一汽车厂用的40Cr 钢的部件全部采用40MnB钢制造。在此基础上，又迅速研制成功20MnTiB齿轮钢代替18CrMnTi钢，进而在全国各行业（包括部分军工）研制推广含硼合金结构钢。由于平炉钢氮含量低，批量大，所以先在大冶钢厂平炉上冶炼多种自创的含硼合金结构钢。电炉所能炼的合金结构钢品种更多，而且特钢厂大都采用电炉炼钢，由于硼的有效含量很低，而且必须控制在一定的微量范围内。而电炉钢的氮含量较高（0.02％左右），在电炉中冶炼时，必须在临近出钢加硼铁前先加少量钛铁，使形成氮化钛藉以保住钢中有效硼含量（0.02%～0.05％）。结构钢中的微量硼元素主要是代替镍铬提高钢的马氏体淬透性，这是合金结构钢中最重要性能之一，有了足够的淬透性才能通过淬火形成马氏体，再经高温或低温回火处理得到不同强度与韧性的机械部件。但是含硼钢的淬透性是受到一定的限制，即在中低碳且中小尺寸钢制品中，用油淬火条件下才能发挥作用。钢中碳含量在0.7％以上，径向尺寸在100毫米以上或采用空气淬火处理均达不到应有淬透性的目的，好在大多数合金结构钢都是在直径100毫米以下中小尺寸及中低碳钢制品中使用，而且热处理都可以用油淬，因此推广含硼结构钢具有很大的空间。以王世章为首的硼钢研究试制与使用成功，在当时全国节约镍铬钢种的工作中，起了重要推动作用。他负责把原先基本仿苏的冶标合金结构钢标准修订为更符合我国资源特点的新合金结构钢标准，此中删除了含镍钢，而且列入十多种国内自创的无镍铬或无镍低铬的含硼中低碳合金结构钢钢种。虽然20世纪70年代以后镍铬供应情况好转，但是含硼结构钢无疑是国内自创的节约资源型钢种。

 

新型合金钢研制工作中关键问题的解决

中碳调质合金结构钢的最高抗拉强度约在1200兆帕，航空航天所需的超高强度钢的最高抗拉强度必须在1800～2000兆帕以上。为了满足国内需要，王世章等首先研究中碳低温回火的超高强度钢，但是强度虽可通过成分与热处理的适当调整达到要求，但冲击韧性却很难超过40～50焦水平。当时钢铁研究院正开始研究钢的电渣重熔工艺，王世章在小电渣炉上试炼超高强度钢，使其具有2000兆帕高强度，同时冲击韧性值达到60焦以上。从此认识到纯洁度对高强度钢的重要性，要生产超高强度钢除了必要的成分与热处理外，必须通过净化钢水的方法，如电渣重熔工艺（或其他特殊冶炼工艺），才能使高强度与高韧性得到良好的结合。当时用电炉生产的军工用钢都必须经塔形试验，严格检查有无发纹。在显微镜下观察到的发纹，是炼钢时脱氧产生的氧化物夹杂，经锻轧后成断续链状分布而成。王世章指导钢厂采用电炉钢制做电极，经电渣重熔后顺利解决了军用钢的无发纹生产难题。

    半奥氏体沉淀硬化不锈钢是20世纪50年代新发展的航空与火箭导弹的重要结构材料，其中PH15-7Mo是1958年以后才问世的优良钢种，主要用于蜂窝结构。该钢种由美国阿姆科（Armco）公司开发，详细生产资料与技术关键未见公开。王世章等人接受此项研究专题，先在钢铁研究院的小炉上进行系列试验，深入探讨成分、热处理、相组织、相变与性能的关系。然后在大连钢厂进行工业性试验，经电弧炉冶炼，四辊与十二辊冷轧机轧制成0.2mm×300mm薄带与0.05mm×100mm极薄带，经用户试验，各项性能均达到国外先进水平。又经过多次试验后，提供了详细的科研报告与生产工艺指导方案，最后由国家科技委出版了内部编号为1295的资料存档（档案号007471），该项科研成果获得1978年全国科学大会奖。

 

我国高速钢领域科研与生产的领军人物

由于我国国民经济和国防工业发展的需要，合金钢研究室于1965年成立了高速钢研究组，王世章任室副主任兼研究组组长。此后，他一直是我国高速钢领域的领军人物。王世章以大连钢厂为中心，通过金属学会高速钢分会学术组织，每年在全国进行学术交流。高速钢专业组以钢厂、工具厂与科研单位三结合的方式，有力地推动了我国高速钢的发展。当时我国高速钢生产比较落后，产量少，质量差。95％的高速钢为高钨（W18％）单一钢号，品种也只限于棒材。其钢丝、钢板和大断面钢材等品种主要依赖进口。王世章针对W18高速钢的热塑性不能满足四辊热扭轧钻头工艺的迫切需要的状况，积极推动W-Mo系钢的开发与应用（当时市场以美国钢号W6Mo5Cr4V2即M2为主），解决其生产问题，并研究加入稀土元素，以改善高速钢热塑性。“光明日报”1982年4月20日曾头版头条新闻报道：“我国过去高速钢质量差，是世界上高速钢的最大进口国，现在这类产品不仅不需进口，而且有一部分可以出口了。为了改变高速钢生产的落后局面，冶金工业部组织以大连钢厂、钢铁研究总院为主的生产、科研、使用单位联合攻关，成功地突破了表面脱碳严重、热塑性差等技术关键，生产出达到国际先进水平的M2高速钢。到1981年，我国终于结束了长期大量进口高速钢的历史，全国机械行业用国产高速钢制成的刀具、钻头，出口达五千四百多万件。”1988年W-Mo高速钢产量已占高速钢总产量83％以上，高速钢产量从1960年的年产5千吨，迅速提高到1980年后的年产3万吨以上，成为世界高速钢生产大国，质量与品种也有很大提高，赶上了先进国家水平。品种方面，以W-Mo钢为主，可生产各种通用与超硬高速钢十多种，以及盘条、大中小棒材、冷拉材、钢丝、钢板、大型钢材（直径达250mm）等均可充分供应。直径达350mm以上的特大型锻材，也於“六五”科技攻关中由重庆特钢厂及钢铁研究总院等单位联合研究，采用大型电渣重熔钢锭，大型快锻机镦拔开坯及精锻机低温成材工艺得到完美成果，质量不亚于从德国进口的同类产品。

 

W9-Mo3系列高速钢的发明者和低合金高速钢的开拓者

国外的资源中一般缺钨不缺钼，因此以美国为首的西方国家20世纪40年代以后都是以钼作为高速钢的主要合金元素。为了克服单钼高速钢的重大缺点，他们不得不配以适当钨，成为W-Mo系列高速钢，其中全世界普遍采用的W6Mo5Cr4V2（美国牌号M2）为最主要品牌，产量最大。以后又由M2发展了5个不同耐磨性的钢种。但是由于这些钢种钼含量太高，钨含量太低，性能上仍存在有高温淬火时易过热、易脱碳、高温性能与可焊性仍略差等缺点。由于我国钨、钼、钒储量与产量均列国际首位，因此如何利用我国资源特点与优势是我国冶金工作者应首先关注的问题。以王世章为首的科研小组，与大连钢厂、河北冶金研究所及全国各大工具厂等共同努力，首先研究成功通用高速钢W9Mo3Cr4V，使其性能上兼有W18与M2的优点，克服两者缺点。该研究成果于1988年列入中国GB标准（GB/T9943-88），与国际名牌M2钢并列为我国通用高速钢钢种。2007年我国W9Mo3Cr4V钢的年产量达2.58万吨，占高速钢年产量的24.9%。王世章及课题组，还进一步研究成功了W9Mo3系列高性能高速钢4个品种,可以代替国外的高钒高钴高速钢在难加工工业领域得到推广采用。其中W9Mo3Cr4VCo5高温性能不亚于国际著名的M42王牌钢，还节约了40%钴含量，降低了成本，而生产工艺性能与质量均优于M42钢。

由于W9Mo3Cr4V系列高速钢既降低了成本，又节约了大量钨钼钒贵重资源。创造了很大的经济效益。为了充分调动各生产使用单位的积极性，加速推广力度，王世章决定放弃申报发明专利，最后该项目于1985年获得国家“六五”低合金钢；合金钢科技攻关重要成果奖和冶金工业部科技进步一等奖。

高速钢是高合金莱氏体钢，含有铬、钨、钼、钒、钴等大量贵重合金元素，经高温淬火与高温回火，二次硬化后得到高硬度、高耐磨、高红硬性与足够韧性配合，以满足高速切削刀具的需要。自1910年起正式使用的标准成分为W18Cr4V,一直延用至今，而且发展了十多个高合金成分品种，价格昂贵，消耗大量宝贵的合金资源。传统观念认为，钢的高温淬火与高温二次硬化回火必须依靠高的合金成分，刀具高温耐磨必须依靠大量合金碳化物。王世章等人首先提出合理成分的设计，使钨含量降到10％，钒含量降至1.5％，适当提高碳含量，甚至超过平衡碳差值约0.1％。所设计的W4Mo3Cr4VSi钢虽合金度大为降低，但其主要性能基本上仍能达到通用高速钢的水平。目前国内外低合金高速钢发展存在两种趋向，一是如上述由王世章等所研究倡导的低合金高速钢，其性能十分接近于常用标准高速钢水平；另一种所谓低合金高速钢，实质上相当于美国的半高速钢M50、M52和德国的S3-3-2，其高温性能明显低于通用高速钢，因此在使用上只能降低刀具切削速度或降低被切削材料硬度，通常多用于木工加工工具，一般机弓锯条或350～400℃高温轴承套圈等。王世章等认为这类降低要求的低合金高速钢，应列入合金工具钢之中，以免混淆降低正常高速钢的应有性能，使其既能发展其本身独特用途，又能节约合金资源。

王世章勤勤恳恳从事合金钢科研开发工作前后近40年，所涉及的科研领域很广，包括合金结构钢、弹簧钢、超高强度钢、高强度不锈钢和工模具钢。他所研究的课题都是紧密结合国家经济建设需求，所研究钢种绝大多数都先后列入国家标准和冶金部颁标准。迄今为止，新修订的高速钢标准十余个钢种中，除了国外通用的钢号外，国内科技人员研究的钢种只有3项列入了国家标准，其中包括以他为首研究的W9Mo3Cr4V和W4Mo3Cr4VSi钢。

王世章学识渊博，注重实践，学风严谨，在高速工具钢的生产与科研领域，勤奋工作近30年，1990年11月退休以后，仍非常关心该领域的发展，把自己的一生献给了我国的冶金事业。他淡泊名利、甘愿奉献，值得后辈学习。

                                           （孙绍华）

 

 简     历

1923年9月1日 出生于福建省福州市。

1947年夏 毕业于交通大学唐山工程学院矿冶系本科冶金专业，获学士学士。

1947-1948年  任上海钢铁公司一厂平炉炼钢炉前值班助理员。

1948-1949年   任福州三一中学高中数理教员。

1949-1950年   任福州英华中学高中数理教员。

1950年3月-1950年8月  任沈阳重型机械厂炼钢部技术员。

1950-1953年   任太原钢铁厂炼钢部技术员。

1953-1957年    任北京黑色冶金设计院炼钢科工程师、专业组长。

1958-1990年    任钢铁研究总院合金钢研究室工程师、副主任，1980年晋升为高级工程师，1988年晋升为教授级高级工程师。

1990年11月退休。

 

主  要  论  著

 

1 王世章，张梅清.新标准15种硼钢的试制与研究.钢铁,1960（7）:410～419. 

2 王世章.飞机、火箭导弹用钢.（内部资料）北京：钢铁研究院情报室，1962.

3 王世章. 航空航天用无镍超高强度钢的研究.钢铁研究院论文

集第一集， GY-1964-0034.  

4 王世章.坦克用无镍重型齿轮渗碳钢的研究. 钢铁研究院论文集第一集，GY-1964-0035. 

5 王世章，魏振宇，刘正才.半奥氏体沉淀硬化不锈钢PH15-7Mo的研究.国家科技委出版（编号1295），1966(4).

6 王世章.国外高速钢的现状与发展述评.新金属材料,1971(3): 1-9. 

7 王世章.高碳高速钢95W18Cr4V研制.新金属材料,1972 (1): 1-6. 

8 王世章，周啸农.W14V2SiMn无铬高速钢研制.新金属材料,1973(1): 1-9. 

9 王世章.新195型柴油机稀土镁球铁连杆制造工艺.内燃机,1973(3):81～89. 

10王世章，杨春明.大型弹簧钢55SiMnMoV的研究.新金属材料,1976(2): 1-8. 

11 王世章.几种新型高速钢的基本性能.新金属材料,1975(8): 1-14.

12王世章.高速工具钢近十年来的进展（一）（二）.大连特殊钢

,1979:1-30,1980:1-16. 

13 王世章，杨春明.55SiMnVB弹簧钢的研究.新金属材料,1976(3):16-22. 

14周啸农,王世章.高热塑性钨系通用高速钢W14Cr4MnVR的研究.新金属材料,1976(5):1-14. 

15王世章.高速工具钢近十年的发展（三）（四）.特钢文集，1981 

（1）：1-14，1983（1）：1-13. 

16王世章，李丽声，邓玉昆.我国高速工具钢的进展.钢铁,1981(11):62-69.

17孙绍华,王世章.高速钢铸态与轧态热塑性试验研究.国家“六五”科技攻关大断面高速钢鉴定资料,1984.4.

18王世章,邓旭初.高速钢在精锻机成材产生空洞原因的初步分析.国家“六五”科技攻关大断面高速钢鉴定资料，1984.4.

19王世章,邓旭初.大断面高速钢的点状偏析产生原因探讨.国家“六五”科技攻关大断面高速钢鉴定资料,1984.4.

20王世章,李耀卿.含铝高速钢W9Mo3Cr4VAl研究.国家“七五”科技攻关课题鉴定资料，1990.12.

21孙绍华,王世章.超硬高性能高速钢W9Mo3Cr4VCo5的研究.国家“七五”科技攻关课题鉴定资料，1990.12.

22王世章,李耀卿.高钒超硬高速钢W9Mo3Cr4V3的研究.国家“七五”科技攻关课题鉴定资料，1990.12. 

23王世章,邓玉昆. 中国高速钢的生产、使用和科研.奥地利Leoben第一届国际高速钢会议论文集.1990.3:137-143. 

24赵燕,王世章. 钒和基体硬度对通用高速钢耐磨与磨削性的影响.奥地利Leoben第一届国际高速钢会议论文集. 1990.3:408-414. 

25周友恒,王世章. PVD-TiN涂层对不同类型高速钢的耐磨研究.奥地利Leoben第一届国际高速钢会议论文集. 1990.3:415-422. 

26孙继刚,王世章. 新型无钴高性能高速钢的研究.奥地利Leoben第一届国际高速钢会议论文集. 1990.3:423-429. 

27高本纳、王世章. 轧制及退火工艺对高速钢奥氏体晶粒度及机械性能的影响.奥地利Leoben第一届国际高速钢会议论文集..1990.3:430-437. 

28倪受刚,王世章. 平衡碳差值对钨钼系通用高速钢组织和性能的影响。奥地利Leoben第一届国际高速钢会议论文集. 1990.3: 438-446. 

29邓玉昆,陈景榕,王世章，等. 特殊钢丛书高速工具钢.北京:冶金工业出版社,2002.