他曾成功为我国105颗卫星研发关键部件,生产了近100架波音飞机的起落架模锻件,先后获得15项国家级科技奖……他就是被誉为“中国模锻之父”的曾苏民院士。他长期奋战在国家重点工程、新材料研制和生产第一线,为我国有色金属加工工业的发展和技术进步作出了重大贡献。
枪林弹雨造勤勉学子
曾苏民院士出生在湖南省双峰县一个普通的农村家庭。在烽火连天的抗战年代,他就读的湘乡中学上空不时传来日军轰炸机的轰鸣声,同学中也不时传来亲人被日军炸死的消息。对于日军的痛恨,使得年仅十二三岁的他发誓,读完书就去造飞机。
1953年至1955年,曾苏民院士赴苏联学习,师从世界第一枚洲际导弹、第一颗人造卫星的主体结构材料研制者科罗廖夫,主攻挤压、模锻工艺和模具设计。学习期间,他写下了16万字的学习心得。
学习过程中,他偶然发现了一本苏联权威专家的著作,叫《压力加工原理》。这本书的精装本有400多页,价格不菲,要110卢比。当时,这些钱是他半个月的伙食费。
为了省钱,曾苏民选择了手抄,这一抄就是1个多月,抄回去就死“啃”。他晚年时回忆,看过这本手抄书无数遍,吃透了其中精髓,对自己一生的工作帮助很大。
兢兢业业创惊世之作
“什么?!3万吨水压机才能生产出的产品用1万吨水压机去做?曾苏民疯了吗?”“风险太大了,搞不好锻件没生产出来,厂里仅有的1万吨水压机全套设备也可能报废。”“要是鸡飞蛋打怎么办?”……
上世纪60年代,东北轻合金加工厂的工人们议论纷纷,因为时任模压车间副主任的曾苏民院士提出,用1万吨水压机制作出3万吨水压机才能生产的特大型铝合金模锻件。
有人还为此算了一笔账——如果试验失败,不仅原有的设备会报废,还要投入1000万元重新制作4个大炉子、50套每个40吨的模具。因此很多人都不看好这个“冒失”的计划。
原来,国家急需用22个品种的特大型铝合金锻件,但这些部件要在3万吨水压机上才能生产出来,而当时国内最大的水压机才1万吨,这项棘手的任务交给了东北轻合金加工厂。曾苏民院士想起自己在苏联学习时曾使用过3万吨水压机,了解其工作原理,“虽然我们没有3万吨水压机,但为啥不能利用它的工作原理,用1万吨水压机去生产这一产品呢?”他主动请缨,并与7名大学生组成攻关小组,开始日以继夜地研究。
任务重,生活条件又差,不久曾苏民院士就累病了,住进了医院。但他人在医院,心在实验室,一吊完水,马上又回到实验室。出院时,原本60公斤的曾苏民院士瘦得只有40多公斤了。
经过3个月紧张的研究与试验,攻关小组终于制定了一个最佳方案,这就是曾苏民院士大胆创造的“分部、高温、多次、横锻”新工艺。试验成功后,他们很快生产出第一个产品,经检验完全合格。
这项世界领先的创举,为国家节约外汇1800万美元,也让曾苏民院士获得了第一个国家级科技奖。
一鸣惊人铸就“杀手锏”
U-2飞机是冷战初期美国的高空间谍侦察机,能不分昼夜地在2万多米的高空执行全天候侦察任务。1956年起,美国的U-2飞机曾侦察过苏联、古巴、朝鲜、中国、越南等国家。对付它,对所有被入侵的国家来说都是一道难题。
1962年9月9日,当U-2飞机在江西省南昌市郊区上空巡航时,被中国人民解放军一举击落,震惊了全世界。事实上,正是解放军导弹部队摸清了U-2飞机的行动轨迹,创造了“近快战法”,将U-2飞机击落。
但令人疑惑的是,U-2飞机巡航高度在2万米以上,而我军使用的萨姆-2A型导弹的射程只有1.3万米。
谜底其实就在导弹上。当年钱学森等众多国内导弹专家经过科学的分析计算,有了一个大胆的设想——以减轻导弹质量来增加导弹射程。这个设想很快被实施,任务下达到曾苏民院士所在的工厂。
他带领研发团队研制出了对付U-2飞机的“杀手锏”——质量轻、强度高的镁合金锻件被装在萨姆-2A型导弹上,代替了原来的铝合金锻件。导弹射程因此得到极大提高,能够冲上3万米云霄。
这是镁合金在中国军工领域的首次应用,具有标志性意义。曾苏民院士引领的镁合金锻件在萨姆-2A型导弹上的应用,为当时中国萨姆导弹的技术升级提供了可能,也为日后开发国产红旗-2型导弹系统提供了技术支持。
废寝忘食填国内空白
高温钛合金被广泛应用于多种飞机及其发动机上,成为航空业发展的重要标志之一。但一段时期内,我国航空发动机用钛合金却一直是空白。
1979年,我国国产战机投产,需要几种大型钛合金模锻件,若从国外进口,需要800万美元。而此时发达国家对我国的严密封锁还在继续,解决大型钛合金锻件的难题只能依靠自己。这个任务就落在了曾苏民院士和他的团队身上。
当时团队中谁都没见过钛合金锻件,也没有学习过有关钛合金的知识,更没有做过钛合金产品,但曾苏民院士并没有因此放弃。
然而,进行第一次模压试验时,他发现难度远远超过先前的预想。难度在模锻成型工艺上,一锻就裂,此后的8轮试制,也都失败了。多次失败的教训表明,加工工艺存在两大难题,一是钛元素非常活泼,铸锭加热的均匀化工艺,会使得金属表面的氧化严重;二是锻造过程中存在突然爆发的不均匀的固态变相,材料的力学性能瞬间发生不均匀的变化,导致局部裂纹和粘模。
这两大难题不解决,钛合金材料就无法研制。
但功夫不负有心人。经过多次试验总结,曾苏民院士终于找到对付这两大难题的办法,成功地创造出“预薄、空心、快速模锻”新工艺,提前一个月完成了试制任务。1983年第132期《有色金属研究总院科技通讯》记载,钛合金模锻件研制成功,填补了国内空白。
事实上,自1955年学成回国后的近60年时间里,曾苏民院士一直拼搏在国家重点型号工程材料研制第一线。在谈及自身的经历时他表示说:“成才全靠自己,一是要自立,二是要自强,关键在于有坚强毅力。”他还总结了自己成才的经验:自立于天下,自强攀高峰,抓住好机遇,成功在毅力。人生既有机遇也有坎坷,挫折能增长才干,如果灰心丧气就会落后。
2015年11月8日,我国这位杰出的金属材料加工专家,中国工程院院士曾苏民,与世长辞,走完了辉煌的一生。但他的精神与品格依然鼓舞和激励着领域的后来者冲锋向前。
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