第280章 材料(1 / 1)

方案交上去的第三天,批下来了。

不是正式批文,是周副部长亲自打来的电话。

“楚老,方案我们研究了,原则上同意中等涵道比路线。”

“但有个条件——三年出核心机原型,五年完成地面试验,这个时间节点不能变。”

“尤其是第一年,必须完成关键部件的材料选择和工艺验证。”

电话是打到气象站的。

楚怀远接的,赵四站在旁边,听得一清二楚。

老人挂断电话后,沉默了几秒钟,然后说:“最难的部分来了。”

赵四知道“最难的部分”指什么。

发动机三大难题:气动、结构、材料。

前两个还能靠计算和设计优化,材料却是硬骨头。

尤其是涡轮叶片,要在上千度的高温下,承受巨大的离心力和热应力,还要抗氧化、耐腐蚀。

没有合适的材料,再精妙的设计也是纸上谈兵。

“咱们现在用的高温合金,”

楚怀远在纸上写了个型号,“用到‘鲲鹏’上,勉强够用,但寿命和可靠性都不够。”

“必须上新一代的定向凝固合金。”

定向凝固。

赵四记得这个词。

那是几年前,在昆仑基地的一次夜谈中,楚怀远偶然提起的。

老人说,国外正在研究一种新的铸造工艺。

让合金晶粒沿着一个方向生长,形成柱状晶甚至单晶结构,这样能大幅提高高温强度和抗蠕变性能。

当时只是闲谈,现在成了必须跨越的门槛。

“国内有研究基础吗?”赵四问。

“有,但很薄弱。”

楚怀远叹了口气,“冶金研究院有几个课题组在做,但设备简陋,经费不足,进展缓慢。”

“而且”他顿了顿,“真正懂这个工艺的老师傅,不好找。”

赵四听出了话外之音。

工艺,不仅仅是理论,更是手上的功夫。

温度控制、凝固速率、晶体取向

这些细微的参数,书本上写得再清楚,没有实际操作经验,也做不出合格的产品。

他想起了自己八级钳工的本事。

车、铣、刨、磨,这些手艺活讲究的也是手感,是经验,是千百次重复中形成的肌肉记忆。

材料工艺,又何尝不是另一种“手艺”?

“楚老,”赵四说,“我想去趟冶金研究院,见见做这个方向的同志。”

楚怀远看了他一眼:“你去能解决什么?”

“不一定能解决。”

赵四实话实说,“但至少要知道,问题具体卡在哪儿。”

“是炉子不行?是模具不行?还是工艺参数定不准?”

老人点点头:“也好。我写个条子,你明天就去。”

冶金研究院在城北,是个老院子,几栋红砖楼掩在梧桐树后面。

院子很安静,偶尔有穿着白大褂的人匆匆走过,手里拿着试管或记录本。

接待赵四的是个中年研究员,姓孙,戴副黑框眼镜,说话慢条斯理。

他领着赵四走进一间实验室,屋子不大,靠墙摆着台自制的小型真空感应炉。

旁边是模具预热炉,还有一台简陋的拉晶设备。

“这就是我们做定向凝固的设备。”

孙研究员有些不好意思,“都是自己攒的,精度不够。”

“尤其是这个拉晶速度控制,靠手动调节,波动太大。”

赵四凑近看。

炉子很粗糙,真空密封用的是普通橡胶圈,加热线圈绕得也不够均匀。

模具是石墨的,手工打磨,表面粗糙度肉眼可见。

“你们现在能做到什么水平?”他问。

孙研究员从柜子里取出几个样品。

是小拇指大小的试棒,银灰色,表面有纵向的条纹——那是晶粒生长的痕迹。

但条纹不直,有的地方扭曲,有的地方中断。

“最好的时候,能做出柱状晶,但一致性差。”

孙研究员指着其中一个样品,“您看这里,晶界倾斜了,这是拉晶速度不稳导致的。”

“还有这里,有杂晶,是温度梯度不够陡峭。”

赵四拿起一个样品,在手里掂了掂。

很轻,但感觉很脆。

他用指甲在表面划了一下,留下浅浅的白痕。

“强度测试做了吗?”

“做了。左右,但离理论值还差得远。而且”

孙研究员苦笑,“十炉能有一炉合格,就不错了。”

赵四沉默了。

他想起在红星厂的日子,车一个精密零件。

废品率高的时候,老师傅会一遍遍地调机床,改参数,直到废品率降下来。

那是手艺人的执着,也是手艺人的尊严。

现在,这个执着要转移到材料上了。

“孙工,”他放下样品,“如果给你们更好的设备——”

“真空度更高的炉子,精度更高的温度控制,更精密的拉晶机构——”

“你们有信心把合格率提上去吗?”

孙研究员眼睛亮了一下,随即又暗了:

“设备当然重要,但工艺参数才是核心。”

“定向凝固涉及热传导、流体流动、相变”

“这些过程耦合在一起,变化太多。”

“我们现在是靠试,一炉一炉地试,积累数据。”

“但试错成本太高了,一炉材料就好几百块。”

赵四听明白了。

缺设备,更缺指导试错的理论依据。

就像盲人摸象,摸到哪算哪。

他忽然想起一件事。

在“盘古”计划时期,为了加工特种材料零件,他们建立过一个材料数据库。

里面不仅有各种合金的化学成分、力学性能,还有加工工艺参数。

虽然是针对机械加工的,但热处理的温度曲线、冷却速率这些数据,也许有参考价值。

“孙工,”他说,“我回去找些资料,也许能帮上忙。”

回到盘古工作室,赵四一头扎进档案室。

那是间地下室,潮湿,有霉味。

一排排铁皮柜子,里面是历年积累的技术资料。

他找到标着“盘古计划-材料”的那几个柜子,打开,灰尘扑面而来。

资料很杂,有手写的实验记录,有打印的测试报告,还有俄文、英文的文献翻译稿。

他搬了个凳子,坐在灯下,一页一页地翻。

要找的是高温合金的热处理数据。

定向凝固本质上也是一种特殊的热处理——控制冷却过程,让晶体按特定方向生长。

翻到第三本笔记时,他停住了。

那是一本牛皮封面的工作日志,扉页上写着“1964-1965,特种材料加工工艺试验记录”。

翻到中间,有几页专门记录了一种镍基高温合金的“阶梯冷却”试验。

试验目的是为了消除机加工后的残余应力,防止零件变形。

但记录很详细:从1100度开始,以不同速率降温,每降50度保温一段时间,观察组织变化,测试硬度。

记录人赵四并不认识。

那时候他已经离开了“盘古”团队。

虽然字迹有些潦草,但数据清晰:

降温速率在每分钟5度到10度之间时,晶粒尺寸最均匀;

保温时间不足,会出现局部应力集中;

保温时间过长,晶粒会过度长大

这些数据和定向凝固有什么关系?

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