李殿中院士: 做國(guó)家最需要做的事

[人物簡(jiǎn)介]

李殿中，1966年5月出生，中共黨員，中國(guó)科學(xué)院院士，工學(xué)博士，現(xiàn)任中國(guó)科學(xué)院金屬研究所研究部主任、研究員，《金屬學(xué)報(bào)》主編，遼寧省科協(xié)副主席。長(zhǎng)期致力于高端裝備金屬結(jié)構(gòu)材料及加工技術(shù)研究，取得了系統(tǒng)性創(chuàng)新成果。曾獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、中國(guó)專(zhuān)利金獎(jiǎng)、遼寧省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)3項(xiàng)等。被授予“全國(guó)優(yōu)秀共產(chǎn)黨員”“全國(guó)優(yōu)秀科技工作者”等稱(chēng)號(hào)。

【編者按】為大力弘揚(yáng)新時(shí)代科學(xué)家精神，本刊編輯部與省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)合作，共同宣傳在遼寧工作的兩院院士，展示他們的精彩人生軌跡和不懈奮斗歷程。在此，對(duì)省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)及相關(guān)高校、科研院所的支持表示誠(chéng)摯的感謝。

在中國(guó)高端裝備制造的宏偉畫(huà)卷上，鐫刻著一顆顆閃耀的“匠星”，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院金屬研究所研究員李殿中便是其中之一。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克“雙低氧稀土鋼”技術(shù)，為國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)等“國(guó)之重器”鑄就“中國(guó)心”;他深耕遼寧本地科研成果轉(zhuǎn)化，研發(fā)的“可視化鑄鍛技術(shù)”使鋼水的“生命軌跡”可視可控。近日，記者走進(jìn)中國(guó)科學(xué)院金屬研究所，對(duì)話(huà)李殿中院士，探尋這位科學(xué)家為“國(guó)之重器”貢獻(xiàn)“材料力量”的足跡。

烈火淬“心”鍛造中國(guó)好鋼

國(guó)家的需求就是我科研工作的方向。作為一名共產(chǎn)黨員、一名科技工作者，我要做國(guó)家最需要做的事。

——李殿中

踏入李殿中院士的辦公室，首先映入眼簾的就是整面墻的榮譽(yù)證書(shū)。“全國(guó)優(yōu)秀共產(chǎn)黨員”與“全國(guó)優(yōu)秀科技工作者”證書(shū)居中陳列、格外醒目，恰如這位科學(xué)家的人生坐標(biāo)——以黨員初心踐行科技報(bào)國(guó)使命。

院士工作臺(tái)上精致的大型主軸承模型被擦得锃亮，“這是我們團(tuán)隊(duì)精心研發(fā)的第一批國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)大型主軸承的模型?！崩畹钪性菏吭?huà)語(yǔ)間充滿(mǎn)自豪。盾構(gòu)機(jī)堪稱(chēng)挖掘隧道的神器，在地鐵、高鐵、水利等基建領(lǐng)域大展神威，而主軸承則是盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，素有盾構(gòu)機(jī)“心臟”之稱(chēng)。然而，我國(guó)盾構(gòu)機(jī)大型主軸承長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口，這顆“心臟”一直被扼在別人手心，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)面臨的潛在風(fēng)險(xiǎn)可想而知。

那么，軸承國(guó)產(chǎn)化被卡住“脖子”的根源在哪里？李殿中院士給出了答案：關(guān)鍵在于材料，最核心的材料就是鋼。

“材料是先進(jìn)制造的基礎(chǔ)，決不能讓材料成為我國(guó)高端裝備的‘阿喀琉斯之踵’！”光陰回溯至2007年，為了制作出性能強(qiáng)大的好鋼，讓中國(guó)在高端裝備制造領(lǐng)域不再受制于人，李殿中毅然帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)啟了漫長(zhǎng)而艱辛的科研征程。

功夫不負(fù)有心人，在技術(shù)攻關(guān)過(guò)程中，李殿中找到了理想的選擇——被譽(yù)為“工業(yè)維生素”的稀土。他發(fā)現(xiàn)，在鋼材中添加微量稀土，能夠顯著提高鋼的韌塑性、耐磨性、耐熱性、耐蝕性等核心性能。但是，添加的稀土質(zhì)和量的微小變化，都會(huì)引發(fā)很多不可預(yù)測(cè)的問(wèn)題。

科研的道路并非一帆風(fēng)順，需要不斷與挫折作斗爭(zhēng)。據(jù)李殿中回憶，他們?cè)阡撝屑尤胂⊥梁?，鋼的性能劇烈波?dòng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期相去甚遠(yuǎn)。為了查找原因，他和團(tuán)隊(duì)成員幾乎跑遍了我國(guó)的稀土產(chǎn)地，并到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)察稀土的冶煉過(guò)程。終于，在一次又一次的嘗試中，他們發(fā)現(xiàn)了其中的關(guān)鍵：稀土鋼性能波動(dòng)問(wèn)題的根源在于稀土元素自身的氧雜質(zhì)，而非傳統(tǒng)認(rèn)為的鋼材內(nèi)部雜質(zhì)。由此，科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，在控制鋼水中氧含量的同時(shí)，控制添加稀土中的氧含量，最終開(kāi)發(fā)出“雙低氧稀土鋼”關(guān)鍵技術(shù)。使用該技術(shù)鍛造的稀土鋼，拉壓疲勞壽命可以延長(zhǎng)40多倍。

“面壁十年圖破壁，難酬蹈海亦英雄?！痹谶@場(chǎng)技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)中，李殿中團(tuán)隊(duì)用稀土這一“神奇元素”四兩撥千“金”，成功研制出性能穩(wěn)定的稀土鋼。之后，科研團(tuán)隊(duì)又歷時(shí)多年研制出大型套圈、高精度大型輥?zhàn)拥攘慵?，快速?shí)現(xiàn)了稀土鋼的產(chǎn)品化。

2020年至2023年之間，在李依依院士指導(dǎo)下，李殿中團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)其他研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)，在稀土鋼技術(shù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建了大型主軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料制備、加工裝配、測(cè)試評(píng)價(jià)、應(yīng)用考核等全鏈條技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了直徑3米至8米級(jí)盾構(gòu)機(jī)主軸承的國(guó)產(chǎn)化。

“硬核”破壁實(shí)現(xiàn)從“0”到“1”

2025年是遼寧全面振興新突破三年行動(dòng)的決勝之年，要實(shí)現(xiàn)東北老工業(yè)基地的全面振興，必須以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，推動(dòng)科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合，大力培育新質(zhì)生產(chǎn)力，助力科技成果迭代升級(jí)。

——李殿中

實(shí)驗(yàn)室里的數(shù)據(jù)再完美，若不能跨越市場(chǎng)鴻溝，終究是空中樓閣。盾構(gòu)機(jī)在隧道挖掘作業(yè)時(shí)，只能“勇往直前”，無(wú)法倒退。一旦主軸承這顆“鋼鐵心臟”停跳，輕則需拆除地面建筑掘地取機(jī)，重則隧道報(bào)廢，損失數(shù)億元。關(guān)鍵時(shí)刻，沈陽(yáng)市政府站了出來(lái)，在沈陽(yáng)地鐵一號(hào)線(xiàn)東延線(xiàn)項(xiàng)目中實(shí)際應(yīng)用裝有國(guó)產(chǎn)直徑3米主軸承的盾構(gòu)機(jī)，成為第一個(gè)“吃螃蟹”者。此舉不是冒險(xiǎn)，而是基于對(duì)遼寧本土科學(xué)家的充分信任。

在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中，李殿中團(tuán)隊(duì)全程跟蹤，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主軸承運(yùn)行狀態(tài)。面對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件，國(guó)產(chǎn)主軸承展現(xiàn)出優(yōu)異的性能，最終于2023年4月圓滿(mǎn)完成實(shí)驗(yàn)標(biāo)段的掘進(jìn)任務(wù)，宣告國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)大型主軸承首次實(shí)際應(yīng)用成功。這一刻，不僅打通了地鐵隧道，更實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)大型主軸承應(yīng)用從“0”到“1”的突破。

“我是土生土長(zhǎng)的遼寧人，非常感謝沈陽(yáng)市政府，拍板在地鐵工程中用了我們研發(fā)的直徑3米的主軸承?？萍纪粐鷽](méi)有捷徑，目標(biāo)就是讓別人‘卡’不住我們。”李殿中深受激勵(lì)和鼓舞。

2023年6月9日，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)考察和技術(shù)評(píng)審，國(guó)產(chǎn)首套直徑8.01米、重達(dá)59.4噸的盾構(gòu)機(jī)主軸承產(chǎn)品通過(guò)專(zhuān)家組驗(yàn)收，并正式命名為“破壁者”?！捌票谡摺陛S承是我國(guó)研制的首臺(tái)直徑最大、單體最重的盾構(gòu)機(jī)用主軸承，可應(yīng)用于直徑16米級(jí)超大型盾構(gòu)機(jī)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到同類(lèi)進(jìn)口產(chǎn)品先進(jìn)水平，部分指標(biāo)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，在盾構(gòu)隧道和裝備制造領(lǐng)域具有里程碑意義。李殿中帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破了盾構(gòu)機(jī)完全國(guó)產(chǎn)化道路上最關(guān)鍵、最重要，也是難度最大的一環(huán)，打通了盾構(gòu)機(jī)全國(guó)產(chǎn)化“最后一公里”，為盾構(gòu)機(jī)安上了“中國(guó)心”，徹底打破了國(guó)外壟斷。2023年，憑借一系列卓越的科研成果，李殿中當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。

多年來(lái)，李殿中團(tuán)隊(duì)一直致力于將科研成果在遼寧落地轉(zhuǎn)化，積極與鞍鋼、大連重工等企業(yè)開(kāi)展合作。“可視化鑄鍛技術(shù)”讓鞍鋼工人實(shí)時(shí)掌握鋼水軌跡，提高了百?lài)嵰陨喜讳P鋼鑄件制造產(chǎn)品的合格率;“金屬構(gòu)筑成形技術(shù)”采用高溫冶金連接工藝，實(shí)現(xiàn)了界面與基體完全一致的無(wú)痕連接……從鞍鋼的“智慧鋼水”到沈陽(yáng)地鐵的“破壁首秀”，一項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)成果在本地落地發(fā)芽、一件件先進(jìn)鋼材在遼寧新鮮出爐，李殿中努力帶動(dòng)遼寧形成特種金屬材料創(chuàng)新集群，不斷用“硬核”科技助力遼寧振興發(fā)展。

科技賦能惠澤千家萬(wàn)戶(hù)

我們的團(tuán)隊(duì)一方面致力于打造頂天立地的“國(guó)之重器”，另一方面也時(shí)刻關(guān)注著腳踏實(shí)地的民生需求，力求讓高端科研成果走進(jìn)尋常百姓家。

——李殿中

采訪(fǎng)過(guò)程中，李殿中院士拿出一件“特殊展品”：一把閃爍著寒光的廚刀。“可別小瞧了這把刀，它能輕松斬切鋼管?！彼闷饛N刀輕輕劃過(guò)紙面，紙張瞬間一分為二。在研究軸承鋼的過(guò)程中，李殿中院士敏銳地發(fā)現(xiàn)稀土軸承鋼具備制作廚刀的優(yōu)良特性。使用稀土軸承鋼打造的廚刀不僅鋒利易用，同時(shí)還有抑菌的效果。采用中國(guó)科學(xué)院金屬研究所研發(fā)材料制造的生態(tài)廚刀，得到了極好的市場(chǎng)反響。后續(xù)，李殿中團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃深入冰刀、醫(yī)療器械刀具等領(lǐng)域，打造出更多遼寧名品，為人民的生活品質(zhì)提升和健康保障貢獻(xiàn)科技力量。

一枝獨(dú)秀不是春，百花齊放春滿(mǎn)園。為了讓優(yōu)勢(shì)研究力量惠及更多創(chuàng)新主體，將更多前沿科技轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的民生福祉，李殿中院士積極倡導(dǎo)高校院所與遼寧省內(nèi)的科技企業(yè)開(kāi)展深入合作，通過(guò)企業(yè)出題、院所解題、高校答題的方式，高效解決企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的創(chuàng)新“堵點(diǎn)”和技術(shù)“卡點(diǎn)”。

“近兩年，我們與遼寧工業(yè)大學(xué)李青春教授團(tuán)隊(duì)合作，成功解決了大連明珠機(jī)械有限公司造紙壓光輥廢品率過(guò)高的問(wèn)題。在深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研后，我們提出了解題思路，高校團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)將其轉(zhuǎn)化為圖紙，取得了顯著成效。2024年，該企業(yè)的利潤(rùn)實(shí)現(xiàn)了翻倍增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2025年還將再翻一番?！闭劶盀槠髽I(yè)解決的實(shí)際問(wèn)題，李殿中院士難掩喜悅之情。

科學(xué)探索的道路不是坦途，是篳路藍(lán)縷、以啟山林的艱難歷程。李殿中院士如此闡釋自己的堅(jiān)守：“弘揚(yáng)科學(xué)家精神，有深厚的家國(guó)情懷，這是攻堅(jiān)克難的必備條件。在當(dāng)下的創(chuàng)新時(shí)代，我們要聚焦國(guó)家最迫切的需求，將科研成果最大限度地轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)貢獻(xiàn)力量?！?/p>