【礦冶人物】“中國模鍛之父”:曾蘇民院士

他曾成功為我國105顆衛星研發關鍵部件,生產了近100架波音飛機的起落架模鍛件,先後獲得15項國家級科技獎……他就是被譽為“中國模鍛之父”的曾蘇民院士。他長期奮戰在國家重點工程、新材料研製和生產第一線,為我國有色金屬加工工業的發展和技術進步作出了重大貢獻。

【礦冶人物】“中國模鍛之父”:曾蘇民院士

槍林彈雨造勤勉學子

曾蘇民院士出生在湖南省雙峰縣一個普通的農村家庭。在烽火連天的抗戰年代,他就讀的湘鄉中學上空不時傳來日軍轟炸機的轟鳴聲,同學中也不時傳來親人被日軍炸死的消息。對於日軍的痛恨,使得年僅十二三歲的他發誓,讀完書就去造飛機。

1953年至1955年,曾蘇民院士赴蘇聯學習,師從世界第一枚洲際導彈、第一顆人造衛星的主體結構材料研製者科羅廖夫,主攻擠壓、模鍛工藝和模具設計。學習期間,他寫下了16萬字的學習心得。

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學習過程中,他偶然發現了一本蘇聯權威專家的著作,叫《壓力加工原理》。這本書的精裝本有400多頁,價格不菲,要110盧比。當時,這些錢是他半個月的伙食費。

為了省錢,曾蘇民選擇了手抄,這一抄就是1個多月,抄回去就死“啃”。他晚年時回憶,看過這本手抄書無數遍,吃透了其中精髓,對自己一生的工作幫助很大。

兢兢業業創驚世之作

“什麼?!3萬噸水壓機才能生產出的產品用1萬噸水壓機去做?曾蘇民瘋了嗎?”“風險太大了,搞不好鍛件沒生產出來,廠裡僅有的1萬噸水壓機全套設備也可能報廢。”“要是雞飛蛋打怎麼辦?”……

上世紀60年代,東北輕合金加工廠的工人們議論紛紛,因為時任模壓車間副主任的曾蘇民院士提出,用1萬噸水壓機制作出3萬噸水壓機才能生產的特大型鋁合金模鍛件。

有人還為此算了一筆賬——如果試驗失敗,不僅原有的設備會報廢,還要投入1000萬元重新制作4個大爐子、50套每個40噸的模具。因此很多人都不看好這個“冒失”的計劃。

原來,國家急需用22個品種的特大型鋁合金鍛件,但這些部件要在3萬噸水壓機上才能生產出來,而當時國內最大的水壓機才1萬噸,這項棘手的任務交給了東北輕合金加工廠。曾蘇民院士想起自己在蘇聯學習時曾使用過3萬噸水壓機,瞭解其工作原理,“雖然我們沒有3萬噸水壓機,但為啥不能利用它的工作原理,用1萬噸水壓機去生產這一產品呢?”他主動請纓,並與7名大學生組成攻關小組,開始日以繼夜地研究。

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任務重,生活條件又差,不久曾蘇民院士就累病了,住進了醫院。但他人在醫院,心在實驗室,一吊完水,馬上又回到實驗室。出院時,原本60公斤的曾蘇民院士瘦得只有40多公斤了。

經過3個月緊張的研究與試驗,攻關小組終於制定了一個最佳方案,這就是曾蘇民院士大膽創造的“分部、高溫、多次、橫鍛”新工藝。試驗成功後,他們很快生產出第一個產品,經檢驗完全合格。

這項世界領先的創舉,為國家節約外匯1800萬美元,也讓曾蘇民院士獲得了第一個國家級科技獎。

一鳴驚人鑄就“殺手鐗”

U-2飛機是冷戰初期美國的高空間諜偵察機,能不分晝夜地在2萬多米的高空執行全天候偵察任務。1956年起,美國的U-2飛機曾偵察過蘇聯、古巴、朝鮮、中國、越南等國家。對付它,對所有被入侵的國家來說都是一道難題。

1962年9月9日,當U-2飛機在江西省南昌市郊區上空巡航時,被中國人民解放軍一舉擊落,震驚了全世界。事實上,正是解放軍導彈部隊摸清了U-2飛機的行動軌跡,創造了“近快戰法”,將U-2飛機擊落。

但令人疑惑的是,U-2飛機巡航高度在2萬米以上,而我軍使用的薩姆-2A型導彈的射程只有1.3萬米。

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謎底其實就在導彈上。當年錢學森等眾多國內導彈專家經過科學的分析計算,有了一個大膽的設想——以減輕導彈質量來增加導彈射程。這個設想很快被實施,任務下達到曾蘇民院士所在的工廠。

他帶領研發團隊研製出了對付U-2飛機的“殺手鐗”——質量輕、強度高的鎂合金鍛件被裝在薩姆-2A型導彈上,代替了原來的鋁合金鍛件。導彈射程因此得到極大提高,能夠衝上3萬米雲霄。

這是鎂合金在中國軍工領域的首次應用,具有標誌性意義。曾蘇民院士引領的鎂合金鍛件在薩姆-2A型導彈上的應用,為當時中國薩姆導彈的技術升級提供了可能,也為日後開發國產紅旗-2型導彈系統提供了技術支持。

廢寢忘食填國內空白

高溫鈦合金被廣泛應用於多種飛機及其發動機上,成為航空業發展的重要標誌之一。但一段時期內,我國航空發動機用鈦合金卻一直是空白。

1979年,我國國產戰機投產,需要幾種大型鈦合金模鍛件,若從國外進口,需要800萬美元。而此時發達國家對我國的嚴密封鎖還在繼續,解決大型鈦合金鍛件的難題只能依靠自己。這個任務就落在了曾蘇民院士和他的團隊身上。

當時團隊中誰都沒見過鈦合金鍛件,也沒有學習過有關鈦合金的知識,更沒有做過鈦合金產品,但曾蘇民院士並沒有因此放棄。

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然而,進行第一次模壓試驗時,他發現難度遠遠超過先前的預想。難度在模鍛成型工藝上,一鍛就裂,此後的8輪試製,也都失敗了。多次失敗的教訓表明,加工工藝存在兩大難題,一是鈦元素非常活潑,鑄錠加熱的均勻化工藝,會使得金屬表面的氧化嚴重;二是鍛造過程中存在突然爆發的不均勻的固態變相,材料的力學性能瞬間發生不均勻的變化,導致局部裂紋和粘模。

這兩大難題不解決,鈦合金材料就無法研製。

但功夫不負有心人。經過多次試驗總結,曾蘇民院士終於找到對付這兩大難題的辦法,成功地創造出“預薄、空心、快速模鍛”新工藝,提前一個月完成了試製任務。1983年第132期《有色金屬研究總院科技通訊》記載,鈦合金模鍛件研製成功,填補了國內空白。

【礦冶人物】“中國模鍛之父”:曾蘇民院士

事實上,自1955年學成回國後的近60年時間裡,曾蘇民院士一直拼搏在國家重點型號工程材料研製第一線。在談及自身的經歷時他表示說:“成才全靠自己,一是要自立,二是要自強,關鍵在於有堅強毅力。”他還總結了自己成才的經驗:自立於天下,自強攀高峰,抓住好機遇,成功在毅力。人生既有機遇也有坎坷,挫折能增長才幹,如果灰心喪氣就會落後。

【礦冶人物】“中國模鍛之父”:曾蘇民院士

2015年11月8日,我國這位傑出的金屬材料加工專家,中國工程院院士曾蘇民,與世長辭,走完了輝煌的一生。但他的精神與品格依然鼓舞和激勵著領域的後來者衝鋒向前。

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