讓祖國(guó)戰(zhàn)鷹“內(nèi)心”更強(qiáng)大
——憶師昌緒攻關(guān)鑄造空心渦輪葉片

文／高文靜

11月10日，是我國(guó)高溫合金研究的奠基人、材料腐蝕領(lǐng)域的開拓者，被譽(yù)為“中國(guó)材料學(xué)之父”的兩院院士師昌緒先生逝世8周年紀(jì)念日。先生雖已逝去，但翻開他留下的《鑄造空心渦輪葉片攻關(guān)回憶錄》手稿，看著那清雋有力的字跡，我們仿佛又看到了他的音容笑貌，又回到了那個(gè)十分艱苦又極為光榮的歲月……

1955年6月，沐浴在初夏日漸明艷陽(yáng)光中的古都北京，像極了正處于“一五計(jì)劃”中期的新中國(guó)，一切都生氣蓬勃、欣欣向榮。

此時(shí)，師昌緒正坐在北上沈陽(yáng)的列車中。在中國(guó)科學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)面前，他表示不去上海，而要去條件更艱苦的沈陽(yáng)，到中國(guó)科學(xué)院金屬所（以下簡(jiǎn)稱金屬所），從事金屬材料的研究與開發(fā)。并且在那里一干就是30年。

為了新中國(guó)的需要，師昌緒從擅長(zhǎng)的物理冶金理論研究轉(zhuǎn)向煉鐵、煉鋼、軋鋼的工藝開發(fā)，包括航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心材料高溫合金的研究。他走遍了全國(guó)特殊鋼廠和航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠，解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，被人們稱為“材料醫(yī)生”。

1964年10月的一個(gè)深夜，師昌緒家走進(jìn)來(lái)一位重量級(jí)的“求診者”，帶來(lái)了一個(gè)世界級(jí)的“疑難病”。

當(dāng)時(shí)，我國(guó)自行設(shè)計(jì)的殲8戰(zhàn)斗機(jī)方案已進(jìn)入最終決策階段，動(dòng)力問(wèn)題成為制約新型飛機(jī)自主設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。新型飛機(jī)要求增加推動(dòng)力20%，這意味著要提高發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪的工作溫度。因此，解決渦輪葉片耐高溫的問(wèn)題迫在眉睫。討論了幾個(gè)月，大家終于想出了一個(gè)“不是辦法的辦法”：把發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)心渦輪葉片改進(jìn)為空心葉片并進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。

理論上，這當(dāng)然是個(gè)好辦法。美國(guó)剛剛在1961年研制成功鑄造空心渦輪葉片技術(shù)并投入使用。這條路子走得通，而且很先進(jìn)。但回到現(xiàn)實(shí)，美國(guó)將技術(shù)對(duì)全世界嚴(yán)格保密，要研發(fā)空心渦輪葉片相當(dāng)于一步跨越十幾年，一些專家認(rèn)為，這好似一步登天，不可能成功。

時(shí)任航空材料研究所副總工程師的榮科毅然立下軍令狀：“如果不能在1年內(nèi)研制并提供空心渦輪葉片和新的高溫合金，我甘愿把自己的腦袋掛在研究所大門口示眾?！?/p>

當(dāng)晚，榮科就去拜訪師昌緒，請(qǐng)他掛帥研制空心渦輪葉片。

“我沒見過(guò)，也不知道怎么做?！睅煵w最開始也有點(diǎn)兒懵。但是“為祖國(guó)作貢獻(xiàn)是第一要義！”很快，他以高超的學(xué)識(shí)和膽識(shí)，手持唯一的資料——榮科憑在國(guó)外觀展時(shí)的印象畫給他的一張產(chǎn)品草圖，接下了任務(wù)?！爸袊?guó)人不比美國(guó)人笨，只要肯做，就一定能做出來(lái)?！?/p>

為啃下這塊“硬骨頭”，師昌緒掛帥，挑選出科研人員“一百單八將”組成項(xiàng)目組，采取榮科“設(shè)計(jì)—材料—制造”一體化的建議，金屬所、發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和制造廠等部門協(xié)同攻關(guān)。

第一個(gè)難關(guān)是選擇制作空心葉片型芯的材料，這是當(dāng)時(shí)國(guó)際上高度保密的技術(shù)。科研人員嘗試了鉬絲、磷酸鹽等，卻一一失敗。正在眾人一籌莫展之際，師昌緒偶然從一本外國(guó)雜志上看到一個(gè)出售細(xì)石英管的廣告，他敏銳地意識(shí)到，石英管在耐火性、強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性、尺寸精度和表面光潔度五個(gè)方面性能優(yōu)異，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)集中攻關(guān)，不到一個(gè)月就攻克了型芯的技術(shù)難關(guān)。

第二個(gè)難關(guān)是制模，這是鑄造空心葉片工藝的第一道工序，經(jīng)過(guò)不斷地試驗(yàn)與摸索，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一套組合制模方法并制造出高精度的模具，既簡(jiǎn)化了工序，又穩(wěn)定了工藝。

合金選用是第三個(gè)難關(guān)。當(dāng)時(shí)國(guó)際流行的IN100合金是首選，但這種合金的生產(chǎn)過(guò)程十分復(fù)雜，國(guó)內(nèi)極難仿制。師昌緒決定采用金屬所1962年研發(fā)出的具有國(guó)際水平的鑄造鎳基高溫合金——M17合金。通過(guò)開發(fā)新的冶煉工藝，研究團(tuán)隊(duì)又進(jìn)一步提高了M17合金的組織和性能穩(wěn)定性。

由“鍛造加工”改為“真空精密鑄造”，由“實(shí)心”改為“空心”，僅用1年時(shí)間，我國(guó)第一片九孔鑄造鎳基高溫合金空心渦輪葉片就誕生在金屬所的實(shí)驗(yàn)室中。中國(guó)成為世界上第二個(gè)采用鑄造空心葉片的國(guó)家，而英國(guó)后來(lái)完成這一研究成果足足用了15年。人們稱贊師昌緒“用百米沖刺的速度完成了一次馬拉松長(zhǎng)跑”。

1966年12月，由我國(guó)自主研制的第一片鑄造九孔空心渦輪葉片裝機(jī)試車成功，我國(guó)殲8戰(zhàn)斗機(jī)換上了新技術(shù)“心臟”。1967年，裝配空心渦輪葉片的新型戰(zhàn)鷹高空飛行時(shí)速超過(guò)蘇聯(lián)樣機(jī)10%以上，我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能上了一個(gè)新臺(tái)階。此后，這種葉片又裝備在我國(guó)20世紀(jì)60至90年代生產(chǎn)的大部分先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)上。多年來(lái)從未因?yàn)樵撊~片的問(wèn)題出過(guò)任何事故。

“有膽識(shí)，敢擔(dān)當(dāng)，空心渦輪葉片，是你送給祖國(guó)的翅膀”。在“感動(dòng)中國(guó)2014年度人物”頒獎(jiǎng)典禮上，一尊獻(xiàn)給師昌緒的獎(jiǎng)杯被放置在空心渦輪葉片和白玫瑰花旁。祖國(guó)和人民永遠(yuǎn)不會(huì)忘記為新中國(guó)發(fā)展作出貢獻(xiàn)的每一位奮斗者。