楊召文
初心如磐,奮楫篤行。作為我國(guó)高溫合金領(lǐng)域的探索者,即便前路荊棘密布,也阻擋不了周亦胄的開拓進(jìn)取之心。或許正是這份擇一事,終一生的執(zhí)著,讓他在這個(gè)領(lǐng)域成績(jī)斐然。
愛國(guó)敬業(yè)的周亦胄,承擔(dān)完成了國(guó)家科技重大專項(xiàng)、國(guó)家大飛機(jī)材料專項(xiàng)、國(guó)家重大工程攻關(guān)等國(guó)家級(jí)項(xiàng)目以及省部級(jí)項(xiàng)目20余項(xiàng)。在高溫合金型號(hào)研制、合金冶煉、葉片精密鑄造、增材制造與修復(fù)再制造、廢料回收再利用的工程技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)等領(lǐng)域,都有其奮斗的身影。為國(guó)防裝備建設(shè)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了一系列實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)。
行穩(wěn)致遠(yuǎn)的耕耘者
“不要因?yàn)檠矍暗睦Ь尘秃雎粤诉h(yuǎn)處的光。”在未知的世界里探索,要耐得住寂寞,抵得住嚴(yán)寒,唯有走過暗自努力的時(shí)光,才能看到前行的路。周亦胄的高溫合金探索亦是如此。
身負(fù)凌云志,奮烈自有時(shí)。作為中國(guó)科學(xué)院金屬研究所(以下簡(jiǎn)稱金屬所) 的研究員,周亦胄將全部的精力都放在了科研探索中。
為解決高溫合金的均質(zhì)性與純凈度問題,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn),攻克了重重技術(shù)難關(guān),最終發(fā)明了高溫合金均質(zhì)高純化冶煉技術(shù)。該技術(shù)將合金主元素含量精確控制到0.05%以內(nèi),微量元素含量控制到0.01%以內(nèi),氧、氮、硫雜質(zhì)元素總量控制到7ppm以下,硫含量可降低到0.5ppm以下,達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
與此同時(shí),建成了高溫合金規(guī)?;a(chǎn)平臺(tái),使金屬所成為我國(guó)三大鑄造高溫合金生產(chǎn)基地之一。近5年來,已為我國(guó)20余種重要航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)提供優(yōu)質(zhì)高溫合金2800余噸,產(chǎn)值12億元,其中10余種合金為唯一合格供應(yīng)方,獲得了國(guó)家與行業(yè)高度認(rèn)可。
國(guó)家的需求,研究的方向。針對(duì)現(xiàn)有高強(qiáng)高溫合金不適合增材制造的難點(diǎn),周亦胄與其團(tuán)隊(duì)研發(fā)出三種增材制造與修復(fù)再制造專用高溫合金,合金力學(xué)性能優(yōu)于國(guó)際上報(bào)道的增材制造高溫合金,居于國(guó)際領(lǐng)先水平。搭建了增材制造高溫合金粉末小批量制造平臺(tái),所得粉末已通過發(fā)動(dòng)機(jī)試車考核,是我國(guó)重要型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)首選的增材制造用高溫合金。掌握了單晶葉片單晶組織的激光修復(fù)與再制造技術(shù)和復(fù)雜結(jié)構(gòu)高溫合金構(gòu)件的增材制造技術(shù),所得構(gòu)件已通過相關(guān)考核。
值得關(guān)注的是,高溫合金主要應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、核電、汽車、航天等領(lǐng)域。未來,隨著工業(yè)現(xiàn)代化的不斷加速,它將走向更多的應(yīng)用場(chǎng)所。目前,我國(guó)高性能高溫合金需求的增加主要來自于航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī),而周亦胄的諸多研究成果正是在這樣的需求下誕生的。
比如,他率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的20余種高性能高溫合金,不僅形成了普通鑄造、定向鑄造、第一、二、三、四、五代單晶高溫合金的完整鑄造高溫合金體系,使金屬所成為全世界鑄造高溫合金體系最完整的單位,其成果還在我國(guó)重要型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)中廣泛應(yīng)用,為我國(guó)重大動(dòng)力裝備的研制與生產(chǎn)提供了關(guān)鍵材料保障。
不忘初心的探索者
自主研發(fā),才能不受制于人。奮斗在探索前線的周亦胄對(duì)此深有感觸。而單晶葉片的研發(fā),就是以自主研發(fā)實(shí)現(xiàn)“人有我有”的技術(shù)見證。
那時(shí)的中國(guó),由于缺少對(duì)單晶鑄造缺陷形成機(jī)制的深入認(rèn)識(shí),導(dǎo)致單晶葉片鑄件的合格率極低,而一些使用新型合金鑄造的復(fù)雜結(jié)構(gòu)單晶葉片,甚至不能鑄造。為了實(shí)現(xiàn)從0到1的轉(zhuǎn)變,周亦胄披荊斬棘,砥礪前行。
針對(duì)單晶葉片凝固缺陷形成機(jī)制的基礎(chǔ)科學(xué)研究,周亦胄查閱了與之相關(guān)的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn),整理出大量的實(shí)用信息,并在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)方案,實(shí)驗(yàn)過程中為了全面、快速地掌握第一手實(shí)驗(yàn)結(jié)果,他堅(jiān)持深入一線進(jìn)行模具設(shè)計(jì)、蠟?zāi)=M合、型殼制備、鑄造實(shí)驗(yàn)、樣品制備以及觀察分析。完成實(shí)驗(yàn)室研究后,他又深入到葉片制造現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行更為全面的小批量生產(chǎn)性驗(yàn)證。從理論到實(shí)驗(yàn)再到生產(chǎn),他們提出了多項(xiàng)工程上行之有效的鑄造缺陷控制措施,形成了一套單晶葉片規(guī)?;圃斓娜鞒炭刂萍夹g(shù)。
9種不同合金、15種不同發(fā)動(dòng)機(jī)、20余種不同類型單晶葉片的成功研發(fā),讓中國(guó)的單晶葉片制造實(shí)現(xiàn)了極大的進(jìn)步,為進(jìn)一步應(yīng)用提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。
與此同時(shí),他還建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的單晶葉片制備平臺(tái),使金屬所成為我國(guó)單晶葉片技術(shù)創(chuàng)新與新品研發(fā)的重要基地,開發(fā)的單晶葉片制造技術(shù)推廣應(yīng)用到我國(guó)多個(gè)重要的葉片精密鑄造企業(yè),推動(dòng)了我國(guó)單晶葉片制造技術(shù)快速發(fā)展。
在研發(fā)出單晶葉片制備技術(shù)后,周亦胄沒有停下探索的腳步,這一次,他將探索放在了廢料循環(huán)利用領(lǐng)域,為了緩解高昂材料價(jià)格給我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)單晶葉片制造帶來的巨大壓力,他提出了從高溫合金廢料中回收再利用稀貴金屬元素的思路。
高溫合金葉片鑄造過程中產(chǎn)生出的廢料常高達(dá)總用料的70%。單晶高溫合金材料的基體為鎳元素,其中含有錸、釕、鉭、鎢、鉬、鈷等稀有貴重金屬。
“如果能從廢料中進(jìn)行提取,單晶葉片的制造壓力將得到極大的緩解。”于是,他通過探索,研發(fā)出高溫合金廢料的濕法冶金分離提取技術(shù),實(shí)現(xiàn)了從合金廢料中分離回收錸、釕、鉭、鎢、鉬等稀貴元素的循環(huán)利用,并制備出5N級(jí)高純金屬錸產(chǎn)品,其痕量元素含量總和低于10ppm,氧含量低于60ppm,氮和氫含量低于10ppm,達(dá)到國(guó)際非常高水平,完成了高溫合金廢料到再生高溫合金的循環(huán)使用。而鎳鈷回收產(chǎn)物則應(yīng)用于三元電池材料,實(shí)現(xiàn)了戰(zhàn)略金屬元素的高效、高值、高端化應(yīng)用。同時(shí),還建成了稀貴金屬分離與提純產(chǎn)業(yè)化平臺(tái),每年可為高溫合金生產(chǎn)提供2噸以上高純錸錠,形成了完整的高溫合金工程技術(shù)鏈條。
不積跬步無以至千里??蒲刑剿鲝膩矶疾皇且货矶偷?。周亦胄豐富的知識(shí)底蘊(yùn),強(qiáng)大的創(chuàng)新研發(fā)能力,讓他在高溫合金領(lǐng)域,碩果累累。未來的他,將繼續(xù)行而不輟,履踐致遠(yuǎn),繼續(xù)用人無我有,人有我優(yōu)的探索精神,鋪設(shè)高溫合金的未來之路,繼續(xù)用更多的科研成果,助力我國(guó)先進(jìn)動(dòng)力裝備制造技術(shù)的發(fā)展。