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第280章 材料（第1页）

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。比普通铸造合金提高30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？：（）穿越五九，开局签到八级钳工