記西北工業(yè)大學(xué)康沫狂教授

       不管人們是否把鋼鐵工業(yè)列入“夕陽(yáng)工業(yè)”的行列，據(jù)專家預(yù)測(cè)，21世紀(jì)鋼鐵材料仍是占據(jù)主導(dǎo)地位的結(jié)構(gòu)材料。        現(xiàn)代工業(yè)激烈的競(jìng)爭(zhēng)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(duì)于鋼鐵來(lái)說(shuō)，首要是提高其使用強(qiáng)度水平，讓一噸鋼頂兩噸用，這是未來(lái)鋼鐵工業(yè)的主要出路。因?yàn)閮H就我國(guó)情況看，據(jù)估計(jì)下世紀(jì)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(dá)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(wú)論是國(guó)家的財(cái)力、能源、資源、環(huán)境、運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)方面均無(wú)法承受。        整個(gè)世界的情況也大致如此。面對(duì)嚴(yán)峻的形勢(shì)，世界先進(jìn)國(guó)家都制訂了面向21世紀(jì)的“超”研究計(jì)劃，如日本1997年制訂了超級(jí)鋼研究計(jì)劃，為期10年，總費(fèi)用達(dá)1000億元。            現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)鋼鐵材料的要求十分苛刻。單就石油工業(yè)來(lái)說(shuō)，隨著深井、超深井和水平平臺(tái)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鋼鐵的強(qiáng)度和韌性要求越來(lái)越高，兼?zhèn)涑邚?qiáng)度和高韌性的油井管材的開(kāi)發(fā)號(hào)稱世界級(jí)難題，是各國(guó)超級(jí)鋼計(jì)劃的重要組成部分。在我國(guó)，由于井深、井底壓力過(guò)大，油井管不能承受礦井需求，致使油井報(bào)廢平均每年直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1億多元。因此，研制新型鋼鐵材料，可以說(shuō)是炙手可熱的課題。在這個(gè)領(lǐng)域，西北工業(yè)大學(xué)的康沫狂教授具有高瞻遠(yuǎn)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(xiàn)。                                           “爭(zhēng)氣鋼”——中國(guó)人自己的鋼     康沫狂教授1920年生于河南新野縣，學(xué)生時(shí)代他就是一個(gè)渴求新知、成績(jī)優(yōu)異的學(xué)生。1945年，他以優(yōu)異的成績(jī)畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)的前身西北工學(xué)院機(jī)械系，繼而留校工作。         60年代初，中蘇關(guān)系破裂，“老大哥”背信棄義，撤走了專家，廢棄了合同，使我國(guó)的航空工業(yè)面臨極大困難，血?dú)夥絼偟目的裣聸Q心要研制我們自己的新鋼種。那些日子，他整日呆在圖書(shū)館，查資料，翻雜志，構(gòu)想研制新鋼種的藍(lán)圖。         1963年，康沫狂在分析了我國(guó)航空工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合自己多年的理論研究經(jīng)驗(yàn)，提出了研制低合金高強(qiáng)度貝氏體鋼并將之用于航空工業(yè)的新構(gòu)想。         當(dāng)時(shí)的條件相當(dāng)困難。50年代末的“大躍進(jìn)”傷了國(guó)家的元?dú)猓?0年代初的3年自然災(zāi)害又給人民帶來(lái)了災(zāi)難，國(guó)家的財(cái)力物力是相當(dāng)緊張的，康沫狂和他指導(dǎo)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(lái)。他們風(fēng)里來(lái)，雨里去，奔波于學(xué)校和工廠之間，每日工作10多個(gè)小時(shí)，在工廠開(kāi)爐熔煉、軋制成型，在學(xué)校測(cè)試性能、進(jìn)行理論分析，經(jīng)過(guò)兩年多的艱苦奮戰(zhàn)，一種嶄新的鋼種——新貝氏鋼研制出來(lái)了。經(jīng)過(guò)工廠幾年的推廣試用，證明該鋼具有良好的綜合機(jī)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(jiǎn)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(rèn)為該鋼有大規(guī)模的推廣應(yīng)用價(jià)值，并被定名為國(guó)產(chǎn)—11鋼，簡(jiǎn)稱GC—11鋼。這是我國(guó)打破封鎖，獨(dú)立自主、自力更生研制的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。     “文革”十年浩劫，給知識(shí)分子帶來(lái)了莫大的災(zāi)難。正當(dāng)使用GC—11鋼做無(wú)窗骨架，對(duì)接框等部件的戰(zhàn)機(jī)飛上藍(lán)天的時(shí)候，Gc—11鋼的研制者康沫狂教授卻被打成了“歷史反革命”，關(guān)進(jìn)了牛棚，整日反省、寫(xiě)檢查。     有道是，屋漏又遭連陰雨。1970年，我國(guó)用Gc—11鋼生產(chǎn)的一批援外飛機(jī)的機(jī)身聯(lián)接框發(fā)生脆斷開(kāi)裂現(xiàn)象，外國(guó)退回了飛機(jī)，這在“階級(jí)斗爭(zhēng)一抓就靈”的年代是一起嚴(yán)重的“國(guó)際性政治事故”。中央有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)直接過(guò)問(wèn)，責(zé)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(chǎng)災(zāi)難，他主持研制的Gc—11鋼也面臨著被淘汰的厄運(yùn)。值得慶幸的是，在這一事故的匯報(bào)會(huì)上，我們敬愛(ài)的周恩來(lái)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(shí)事求是，認(rèn)真查清事故的原因。”還蹲在“牛棚”中的康沫狂聽(tīng)了周總理和葉帥的指示，激動(dòng)得熱淚盈眶。     中國(guó)的知識(shí)分子是愛(ài)國(guó)的，他們渴求用自己的真知報(bào)效祖國(guó)。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(fù)思考著Gc—11鋼的脆斷原因。造反派給康沫狂戴上了“特務(wù)嫌疑分子”、“歷史反革命”、“反動(dòng)學(xué)術(shù)權(quán)威”3頂大帽子，剝奪了他親自去北京接受檢驗(yàn)和進(jìn)一步研究Gc—11鋼的權(quán)利，但航空部還是點(diǎn)名讓康沫狂參加由部直接領(lǐng)導(dǎo)的檢查攻關(guān)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(duì)周圍年輕同志說(shuō)：“我們應(yīng)該自己相信自己，大家努力干，出了問(wèn)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(lǐng)料，他干，加工試樣，他也干，求實(shí)、認(rèn)真、負(fù)責(zé)的作風(fēng)深深地感動(dòng)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(xué)的，而科學(xué)的東西就是要實(shí)事求是，不能有半點(diǎn)虛假。從1972年秋到1974年兩年多的時(shí)間里，康沫狂帶領(lǐng)全組十幾位同志苦干了800多個(gè)日日夜夜，進(jìn)行各種試驗(yàn)上千次，取得了測(cè)試數(shù)據(jù)上萬(wàn)個(gè)，艱苦的工作和精神上的折磨，使這位昔日奔跑于籃球場(chǎng)上的中鋒患了心臟病，一次去南昌飛機(jī)制造廠實(shí)地調(diào)研時(shí)，過(guò)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(lái)就是這樣忘我地工作，從來(lái)沒(méi)有想過(guò)自己的得失。經(jīng)過(guò)堅(jiān)持不懈的試驗(yàn)研究，Gc—11鋼脆斷的秘密終于解開(kāi)了：冷敲和多次鍍鋅，使Gc—11鋼發(fā)生氫脆，Gc—11鋼本身沒(méi)有問(wèn)題，機(jī)身聯(lián)接部多次反復(fù)冷敲使構(gòu)件的內(nèi)應(yīng)力增加，多次反復(fù)鍍鋅使構(gòu)件滲框也增加，二者交叉影響，導(dǎo)致Gc—11鋼在高載荷時(shí)產(chǎn)生氫脆開(kāi)裂。原因找到了，康沫狂提筆給航空部寫(xiě)了上萬(wàn)字的分析論證總結(jié)報(bào)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(lái)代替沿用多年的原蘇聯(lián)30crMnSiA鋼，廣泛使用于9個(gè)機(jī)型的400多種零件上。人們稱Gc—11鋼為“爭(zhēng)氣鋼”、“自己的鋼”。它為打破封鎖，獨(dú)立自主地發(fā)展我國(guó)自己的航空工業(yè)做出了重要貢獻(xiàn)。1978年，在北京召開(kāi)的第一屆全國(guó)科學(xué)技術(shù)大會(huì)上，康沫狂課題組研制的Gc—11鋼獲全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)，1985年又榮獲國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)?？的袷峙鯂?guó)家科委主任宋健頒發(fā)的國(guó)家二等發(fā)明獎(jiǎng)證書(shū)，眼眶里含滿了幸福的淚花，他激動(dòng)地說(shuō)：“我總算為國(guó)家做了一些有益的工作。”                                                  準(zhǔn)貝氏體鋼的研制推廣之路        人們認(rèn)識(shí)自然沒(méi)有窮盡，科學(xué)研究也沒(méi)有止境。康沫狂根據(jù)多年積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，又決定從理論上對(duì)貝氏體鋼等金屬材料進(jìn)行更深入細(xì)致的微觀研究。         鋼中貝氏體相變是固態(tài)相變的一個(gè)重要類型，其相變和材料的性能有十分密切的關(guān)系。然而在貝氏體相變理論研究方面，也存在許多爭(zhēng)議。近年來(lái)，康沫狂指導(dǎo)一批年輕同志在國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家教委基金、航空科學(xué)基金等數(shù)個(gè)基金支持下，從相關(guān)的動(dòng)力學(xué)、晶體學(xué)、形貌學(xué)等方面入手，對(duì)貝氏體相變理論、貝氏體組織的力學(xué)行為和貝氏體鋼的合金化方面進(jìn)行了大量研究?？的裰笇?dǎo)研究生系統(tǒng)研究了貝氏體的預(yù)相變行為，獲得了溶質(zhì)原子擴(kuò)散偏聚的直接證據(jù)，成功地測(cè)定了貝氏體預(yù)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(yù)貝氏體相變的本質(zhì)，突破了國(guó)內(nèi)外權(quán)威學(xué)者認(rèn)為貝氏體預(yù)轉(zhuǎn)變期奧氏體內(nèi)碳量不能發(fā)生變化的禁律，對(duì)奧氏體的熱穩(wěn)定化機(jī)理作出了新的解釋。首次在應(yīng)用研究方面，采用新的合金設(shè)計(jì)思想，獲得了沒(méi)有碳化物的準(zhǔn)貝氏體鋼。        準(zhǔn)貝氏體鋼這株幼苗破土而出，如何使它茁壯成長(zhǎng)，造福于社會(huì)，成為康沫狂教授魂?duì)繅?mèng)繞的思慮。         現(xiàn)今世界，科技與經(jīng)濟(jì)一體化的趨向越來(lái)越明顯，重視科技產(chǎn)業(yè)化已是全球性共識(shí)。但由于體制、政策等方面存在問(wèn)題，這項(xiàng)工作在我國(guó)長(zhǎng)期舉步維艱?？萍汲晒蚴袌?chǎng)轉(zhuǎn)化需要十分復(fù)雜的過(guò)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(shí)生產(chǎn)力?？的窠淌陔m然深知這項(xiàng)工作的艱難，卻始終認(rèn)為這是從事應(yīng)用研究的科技工作者義不容辭的重要使命，同時(shí)也視為自己畢生的追求和最大的人生樂(lè)趣。     為了使準(zhǔn)貝氏體鋼走出實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)用在生產(chǎn)中，從1984年起他就開(kāi)始了漫長(zhǎng)而艱苦的推廣工作。十多年來(lái)，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(zhǔn)貝氏體鋼試用在綜合采煤機(jī)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(jìn)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(chǎng)前景逐步得到冶金界的認(rèn)可。         而隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)鋼鐵工業(yè)經(jīng)歷了大起大落的過(guò)程。當(dāng)前，國(guó)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(guò)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(chǎng)需求嚴(yán)重依賴進(jìn)口，加之大量進(jìn)口鋼材涌入，鋼材市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)白熱化，鋼鐵企業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。        1996年10月，國(guó)家科委在青海召開(kāi)科技推廣會(huì)，“系列高強(qiáng)高韌可焊耐磨準(zhǔn)貝氏體鋼被列為九五《國(guó)家級(jí)科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃》項(xiàng)目。推廣會(huì)一結(jié)束，作為國(guó)內(nèi)頗有影響的西寧特鋼集團(tuán)旋即召開(kāi)了準(zhǔn)貝氏體鋼推廣應(yīng)用會(huì)，決定由西工大作為科技依托單位，西鋼集團(tuán)作為應(yīng)用開(kāi)發(fā)單位，成立推廣應(yīng)用協(xié)調(diào)小組，簽定了試制協(xié)議，從而揭開(kāi)了準(zhǔn)貝氏體鋼在礦用高強(qiáng)園環(huán)鏈、超高強(qiáng)度H級(jí)抽油桿和單體液壓支柱上應(yīng)用推廣工作的序幕。該項(xiàng)目隨后又被列入國(guó)家經(jīng)貿(mào)委“98國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目。”         礦用高強(qiáng)園環(huán)鏈在煤礦運(yùn)輸機(jī)中為至關(guān)重要的部件，對(duì)鋼材的要求極高，長(zhǎng)期以來(lái)一直依賴從日本進(jìn)口，不僅價(jià)格昂貴，受制于他國(guó)，且供貨時(shí)間常常不能保證。撫鋼、齊鋼、首鋼等曾先后按進(jìn)口材料成份進(jìn)行過(guò)試仿制，都因冶金水平的限制沒(méi)有成功。準(zhǔn)貝氏體鋼的各項(xiàng)性能完全能達(dá)到礦用園環(huán)鏈鋼的要求，如果用它生產(chǎn)高強(qiáng)鏈替代進(jìn)口，將填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。H級(jí)抽油桿是油田中大量使用的部件，國(guó)內(nèi)外冶金工作者曾試圖探索一條“材料型”生產(chǎn)H級(jí)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(guó)用20CrMo鋼生產(chǎn)D級(jí)抽油桿后，采用表面淬火工藝來(lái)達(dá)到H級(jí)桿的性能指標(biāo)，這樣做熱處理工藝復(fù)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(zhǔn)貝氏體鋼的工藝特點(diǎn)和性能指標(biāo)完全具備直接用“材料型”生產(chǎn)H級(jí)抽油桿的條件，其材料所含元素價(jià)格低，熱處理工藝簡(jiǎn)單，經(jīng)過(guò)經(jīng)貿(mào)委鑒定，被認(rèn)為是國(guó)際領(lǐng)先材料。

                                                                                                                           作者：郭明