記西北工業(yè)大學康沫狂教授

       不管人們是否把鋼鐵工業(yè)列入“夕陽工業(yè)”的行列，據(jù)專家預測，21世紀鋼鐵材料仍是占據(jù)主導地位的結(jié)構(gòu)材料。        現(xiàn)代工業(yè)激烈的競爭迫使各行各業(yè)最大限度地發(fā)揮其效益效率效能，因而要求結(jié)構(gòu)材料盡可能地提高其使用性能水平。對于鋼鐵來說，首要是提高其使用強度水平，讓一噸鋼頂兩噸用，這是未來鋼鐵工業(yè)的主要出路。因為僅就我國情況看，據(jù)估計下世紀鋼鐵的需求量，要在目前的生產(chǎn)水平上每年再加一億噸。達到這樣大的生產(chǎn)能力光是資金投入就需10000億，加上其它各種因素，無論是國家的財力、能源、資源、環(huán)境、運輸?shù)雀鱾€方面均無法承受。        整個世界的情況也大致如此。面對嚴峻的形勢，世界先進國家都制訂了面向21世紀的“超”研究計劃，如日本1997年制訂了超級鋼研究計劃，為期10年，總費用達1000億元。            現(xiàn)代生產(chǎn)對鋼鐵材料的要求十分苛刻。單就石油工業(yè)來說，隨著深井、超深井和水平平臺技術的發(fā)展，對鋼鐵的強度和韌性要求越來越高，兼?zhèn)涑邚姸群透唔g性的油井管材的開發(fā)號稱世界級難題，是各國超級鋼計劃的重要組成部分。在我國，由于井深、井底壓力過大，油井管不能承受礦井需求，致使油井報廢平均每年直接經(jīng)濟損失達1億多元。因此，研制新型鋼鐵材料，可以說是炙手可熱的課題。在這個領域，西北工業(yè)大學的康沫狂教授具有高瞻遠矚的戰(zhàn)略眼光，他幾十年孜孜以求，做出了十分突出的貢獻。                                           “爭氣鋼”——中國人自己的鋼     康沫狂教授1920年生于河南新野縣，學生時代他就是一個渴求新知、成績優(yōu)異的學生。1945年，他以優(yōu)異的成績畢業(yè)于西北工業(yè)大學的前身西北工學院機械系，繼而留校工作。         60年代初，中蘇關系破裂，“老大哥”背信棄義，撤走了專家，廢棄了合同，使我國的航空工業(yè)面臨極大困難，血氣方剛的康沫狂下決心要研制我們自己的新鋼種。那些日子，他整日呆在圖書館，查資料，翻雜志，構(gòu)想研制新鋼種的藍圖。         1963年，康沫狂在分析了我國航空工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀的基礎上，結(jié)合自己多年的理論研究經(jīng)驗，提出了研制低合金高強度貝氏體鋼并將之用于航空工業(yè)的新構(gòu)想。         當時的條件相當困難。50年代末的“大躍進”傷了國家的元氣，60年代初的3年自然災害又給人民帶來了災難，國家的財力物力是相當緊張的，康沫狂和他指導的研究生們發(fā)誓哪怕吃糠咽菜也要把適于航空工業(yè)要求的新（典型）貝氏體鋼搞出來。他們風里來，雨里去，奔波于學校和工廠之間，每日工作10多個小時，在工廠開爐熔煉、軋制成型，在學校測試性能、進行理論分析，經(jīng)過兩年多的艱苦奮戰(zhàn)，一種嶄新的鋼種——新貝氏鋼研制出來了。經(jīng)過工廠幾年的推廣試用，證明該鋼具有良好的綜合機械性能與優(yōu)異的工藝性能，既提高了鋼的內(nèi)在質(zhì)量，又簡化了該鋼的工藝流程。1968年，冶金部和航空部聯(lián)合組織鑒定，認為該鋼有大規(guī)模的推廣應用價值，并被定名為國產(chǎn)—11鋼，簡稱GC—11鋼。這是我國打破封鎖，獨立自主、自力更生研制的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。     “文革”十年浩劫，給知識分子帶來了莫大的災難。正當使用GC—11鋼做無窗骨架，對接框等部件的戰(zhàn)機飛上藍天的時候，Gc—11鋼的研制者康沫狂教授卻被打成了“歷史反革命”，關進了牛棚，整日反省、寫檢查。     有道是，屋漏又遭連陰雨。1970年，我國用Gc—11鋼生產(chǎn)的一批援外飛機的機身聯(lián)接框發(fā)生脆斷開裂現(xiàn)象，外國退回了飛機，這在“階級斗爭一抓就靈”的年代是一起嚴重的“國際性政治事故”。中央有關領導直接過問，責成航空工業(yè)部立即查找原因，危難之中的康沫狂雪上加霜，將面臨著又一場災難，他主持研制的Gc—11鋼也面臨著被淘汰的厄運。值得慶幸的是，在這一事故的匯報會上，我們敬愛的周恩來總理和葉劍英元帥明察秋毫，明確指示“這是我們自己研制的新鋼種，不能一棍子打死，要實事求是，認真查清事故的原因。”還蹲在“牛棚”中的康沫狂聽了周總理和葉帥的指示，激動得熱淚盈眶。     中國的知識分子是愛國的，他們渴求用自己的真知報效祖國。理解與信任激發(fā)了康沫狂努力工作的熱情，在“牛棚”他夜不能寐，反復思考著Gc—11鋼的脆斷原因。造反派給康沫狂戴上了“特務嫌疑分子”、“歷史反革命”、“反動學術權威”3頂大帽子，剝奪了他親自去北京接受檢驗和進一步研究Gc—11鋼的權利，但航空部還是點名讓康沫狂參加由部直接領導的檢查攻關組，造反派也只好讓他“戴帽”工作，立功贖罪。出了牛棚的康沫狂好似煥發(fā)了青春，勁頭十足，他信心百倍地對周圍年輕同志說：“我們應該自己相信自己，大家努力干，出了問題，有我這把老骨頭撐著。”他把“批判”、“審查”不放在心上，全神貫注地投入了Gc—11鋼的研究分析工作。拉架子車領料，他干，加工試樣，他也干，求實、認真、負責的作風深深地感動了全組同志，也得到了大家的信任和尊重，大家都知道康教授是講科學的，而科學的東西就是要實事求是，不能有半點虛假。從1972年秋到1974年兩年多的時間里，康沫狂帶領全組十幾位同志苦干了800多個日日夜夜，進行各種試驗上千次，取得了測試數(shù)據(jù)上萬個，艱苦的工作和精神上的折磨，使這位昔日奔跑于籃球場上的中鋒患了心臟病，一次去南昌飛機制造廠實地調(diào)研時，過度的勞累使他突然昏倒，幸虧急送醫(yī)院，才幸免出意外。他多年來就是這樣忘我地工作，從來沒有想過自己的得失。經(jīng)過堅持不懈的試驗研究，Gc—11鋼脆斷的秘密終于解開了：冷敲和多次鍍鋅，使Gc—11鋼發(fā)生氫脆，Gc—11鋼本身沒有問題，機身聯(lián)接部多次反復冷敲使構(gòu)件的內(nèi)應力增加，多次反復鍍鋅使構(gòu)件滲框也增加，二者交叉影響，導致Gc—11鋼在高載荷時產(chǎn)生氫脆開裂。原因找到了，康沫狂提筆給航空部寫了上萬字的分析論證總結(jié)報告，建議繼續(xù)在航空制造和其它行業(yè)中使用Gc—11鋼。        十年艱辛，十年奮斗。        1974年，航空工業(yè)部正式發(fā)文決定繼續(xù)使用Gc—11鋼，并用它來代替沿用多年的原蘇聯(lián)30crMnSiA鋼，廣泛使用于9個機型的400多種零件上。人們稱Gc—11鋼為“爭氣鋼”、“自己的鋼”。它為打破封鎖，獨立自主地發(fā)展我國自己的航空工業(yè)做出了重要貢獻。1978年，在北京召開的第一屆全國科學技術大會上，康沫狂課題組研制的Gc—11鋼獲全國科學大會獎，1985年又榮獲國家發(fā)明二等獎?？的袷峙鯂铱莆魅嗡谓☆C發(fā)的國家二等發(fā)明獎證書，眼眶里含滿了幸福的淚花，他激動地說：“我總算為國家做了一些有益的工作。”                                                  準貝氏體鋼的研制推廣之路        人們認識自然沒有窮盡，科學研究也沒有止境?？的窀鶕?jù)多年積累的實踐經(jīng)驗，又決定從理論上對貝氏體鋼等金屬材料進行更深入細致的微觀研究。         鋼中貝氏體相變是固態(tài)相變的一個重要類型，其相變和材料的性能有十分密切的關系。然而在貝氏體相變理論研究方面，也存在許多爭議。近年來，康沫狂指導一批年輕同志在國家自然科學基金、國家教委基金、航空科學基金等數(shù)個基金支持下，從相關的動力學、晶體學、形貌學等方面入手，對貝氏體相變理論、貝氏體組織的力學行為和貝氏體鋼的合金化方面進行了大量研究?？的裰笇а芯可到y(tǒng)研究了貝氏體的預相變行為，獲得了溶質(zhì)原子擴散偏聚的直接證據(jù)，成功地測定了貝氏體預轉(zhuǎn)變期奧氏體中含碳量發(fā)生了貧碳區(qū)和富碳區(qū)的變化，揭示了預貝氏體相變的本質(zhì)，突破了國內(nèi)外權威學者認為貝氏體預轉(zhuǎn)變期奧氏體內(nèi)碳量不能發(fā)生變化的禁律，對奧氏體的熱穩(wěn)定化機理作出了新的解釋。首次在應用研究方面，采用新的合金設計思想，獲得了沒有碳化物的準貝氏體鋼。        準貝氏體鋼這株幼苗破土而出，如何使它茁壯成長，造福于社會，成為康沫狂教授魂牽夢繞的思慮。         現(xiàn)今世界，科技與經(jīng)濟一體化的趨向越來越明顯，重視科技產(chǎn)業(yè)化已是全球性共識。但由于體制、政策等方面存在問題，這項工作在我國長期舉步維艱。科技成果向市場轉(zhuǎn)化需要十分復雜的過程，其難度甚至不亞于創(chuàng)造這些成果本身。大量科研成果“待字閨中”，束之高閣，并不能真正變成現(xiàn)實生產(chǎn)力。康沫狂教授雖然深知這項工作的艱難，卻始終認為這是從事應用研究的科技工作者義不容辭的重要使命，同時也視為自己畢生的追求和最大的人生樂趣。     為了使準貝氏體鋼走出實驗室，應用在生產(chǎn)中，從1984年起他就開始了漫長而艱苦的推廣工作。十多年來，他和同事、研究生一起，先后與中原鋼鐵廠、陜西鋼廠、重慶鋼廠等單位合作，已把準貝氏體鋼試用在綜合采煤機的截齒、鉆巖用的重型釬桿和重型汽車的翻斗板上，替代了原用的或進口的鋼材，從而提高了產(chǎn)品使用壽命，或降低了生產(chǎn)成本，其優(yōu)越的性能和廣泛的市場前景逐步得到冶金界的認可。         而隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，我國鋼鐵工業(yè)經(jīng)歷了大起大落的過程。當前，國內(nèi)鋼鐵行業(yè)陷入兩難境地：一方面，普通鋼材生產(chǎn)大量過剩，另一方面，高質(zhì)量的特殊性能要求的鋼鐵又不能滿足市場需求嚴重依賴進口，加之大量進口鋼材涌入，鋼材市場競爭白熱化，鋼鐵企業(yè)面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。        1996年10月，國家科委在青海召開科技推廣會，“系列高強高韌可焊耐磨準貝氏體鋼被列為九五《國家級科技成果重點推廣計劃》項目。推廣會一結(jié)束，作為國內(nèi)頗有影響的西寧特鋼集團旋即召開了準貝氏體鋼推廣應用會，決定由西工大作為科技依托單位，西鋼集團作為應用開發(fā)單位，成立推廣應用協(xié)調(diào)小組，簽定了試制協(xié)議，從而揭開了準貝氏體鋼在礦用高強園環(huán)鏈、超高強度H級抽油桿和單體液壓支柱上應用推廣工作的序幕。該項目隨后又被列入國家經(jīng)貿(mào)委“98國家技術創(chuàng)新項目。”         礦用高強園環(huán)鏈在煤礦運輸機中為至關重要的部件，對鋼材的要求極高，長期以來一直依賴從日本進口，不僅價格昂貴，受制于他國，且供貨時間常常不能保證。撫鋼、齊鋼、首鋼等曾先后按進口材料成份進行過試仿制，都因冶金水平的限制沒有成功。準貝氏體鋼的各項性能完全能達到礦用園環(huán)鏈鋼的要求，如果用它生產(chǎn)高強鏈替代進口，將填補國內(nèi)空白，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。H級抽油桿是油田中大量使用的部件，國內(nèi)外冶金工作者曾試圖探索一條“材料型”生產(chǎn)H級抽油桿的道路，但由于各種原因均未成功，至今仍沿用“工藝型”方法，我國用20CrMo鋼生產(chǎn)D級抽油桿后，采用表面淬火工藝來達到H級桿的性能指標，這樣做熱處理工藝復雜，生產(chǎn)率低，產(chǎn)品質(zhì)量差，且成本高，急需更新?lián)Q代。準貝氏體鋼的工藝特點和性能指標完全具備直接用“材料型”生產(chǎn)H級抽油桿的條件，其材料所含元素價格低，熱處理工藝簡單，經(jīng)過經(jīng)貿(mào)委鑒定，被認為是國際領先材料。

                                                                                                                           作者：郭明