矢志创新,逐梦星辰
——记中南大学铝合金强流变技术与装备研究团队
他们,用青春和热血,用智慧和汗水,在平凡的工作岗位贡献着自己的光和热,彰显和发扬了“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的科研精神。
他们,面向世界科技前沿,开展探索性技术攻关,制备出世界第一的超大铝合金铸锭、超大铝合金环锻件等,有力推动着我国航天事业进步。
他们,就是第26届中国青年五四奖章集体获得者——中南大学铝合金强流变技术与装备研究团队。筚路蓝缕二十载,青春之光,闪耀追梦征程。他们的故事里,有家,有国,有汗水,有泪水,有远大理想,也有脚踏实地。
追赶超越,啃下核心技术“硬骨头”
2014年,中南大学铝合金强流变技术与装备研究团队,承担了“长征九号”重型运载火箭10米贮箱整体过渡环研制任务,它是贮箱结构的关键承力构件,被称为火箭的“脊梁”和“制造基准”。
接到任务后,团队学术带头人、中国工程院院士钟掘立马组建了从材料到制造、从铸锭制备到环件成形的联合攻关小组,准备在航天报国的路上奋力奔跑。
但从一开始,这就是一场艰难的攻关。那,做这个“环”到底有多难?美国“土星5号”是全球推力最大的火箭,最大直径10.1米,近地轨道运力118吨。“长征九号”与我国现役最大的“长征五号”相比,直径从5米提高到10米,运载能力与美国“土星5号”相当。
“五年前,我国不具备10米整体超大环件制造技术,也没有制造超大环件原料生产能力。美国‘土星5号’过渡环采用分体拼焊结构,10米直径整体过渡环全世界尚无先例。”团队负责人、中南大学轻合金研究院副院长易幼平介绍。
“国之重器”的背后,件件都是世界难题。
首先面临的难题是制备重量超过10吨的高品质铸锭,铸锭体积越大,越易产生成分不均、气渣含量高、铸造开裂等问题,当时我国不具备制备如此超大规格的铝合金铸锭的工艺技术与装备条件。
同时,直径10米的环件制造超过了我国铝加工企业设备能力的极限,设计的力学性能指标高于我国现役“长征五号”运载火箭的贮箱过渡环性能指标,如此超大铝合金环件轧制成形极易形成粗大的纤维组织,存在轧制失稳、尺寸精确控制等难题。
科研攻关路上,从来都不会一帆风顺。面对环件制造全过程需要攻克的技术难题,团队下决心一定要啃下这块“硬骨头”。他们不断往返于实验室与企业之间,完成了上百吨材料的熔铸工程化试验、两百多件模拟件的工艺试验、上万件试样的组织性能分析、十多件环件的工业化试制。
功夫不负有心人,经过三年多的艰苦攻关,团队与国内生产企业通力协作,成功攻克了超大铸锭制备、超大环件制造等系列技术难题,首次制备出世界最大直径1.38米的高均质铝合金铸锭,于2017年5月研制成功直径10米世界最大的铝合金整体环件,为我国“长征九号”超大结构件制造能力论证提供了重要支撑。
协同创新,跑出产学研融合“加速度”
科技创新成果,怎样“从实验室走上生产线”,中南大学铝合金强流变技术与装备研究团队这些年开展了积极的探索。
经过多年积累,团队在铝加工行业取得多项突破性技术成果,具备国际领先水平。2019年,团队“航天用超大型铝合金材料与构件高性能制造”项目以6项专利和8项专有技术入股,组建了湖南中创空天新材料股份有限公司。找准产业发展需求,公司建成了铝锂合金熔铸及铝合金熔铸、环锻件等生产线,年产值超5亿元,科研成果落地生“金”,这也为湖南创新引领、开放崛起提供了坚强有力的支撑。
如何深化产学研融合,更好地实现校企共同开展高水平合作研究、共享研发经验与成果引领产业转型升级,团队也进行了大胆的尝试。
这些年,团队的“朋友圈”在不断扩大,先后与航天一院211厂、西南铝、张家港中环海陆、无锡派克等企业在多方面开展技术合作。
“与一线工人磨技术,在生产空隙抢进度”,这也成了团队科研成员们校外工作的一种常态。校企合作,结合双方优势,提高了创新能力,进而促进了基础研究与实际应用的各自发展及交叉影响。
他们坚持“将论文写在祖国大地上”,立足研发、聚焦创新,建立了航天用铝合金铸锭制备的工艺技术规范,实现了不同系列铝合金多种规格大铸锭的批产,创建了航天用大型铝合金环锻件制造工艺技术体系与规范,促进了国内企业的技术升级与航天产品质量的提升。
强强联手下,融合发展带来可喜局面。产学研融合释放的红利,也深深地为团队科研工作的持续发展打下了坚实基础。
薪火相传,打造“科研尖兵”团队
科技创新讲究团队协作,更讲究老中青科技工作者间的“传帮带”。只有一锤接着一锤敲、一茬接着一茬干,科技创新的成果才能不断涌现,科技创新的步伐才能一往无前。
今年86岁高龄的钟掘院士,无疑是这个团队的“灵魂人物”和“精神偶像”。她几十年如一日,始终不离科研一线,以实验室为家,常常在办公室工作到深夜,耄耋之年的她至今仍坚持亲自下厂进行工程操作,为了取得最好实验效果甚至通宵熬夜。她的人格魅力,也影响了青年科研人员。
现团队共50人,35周岁以下青年占比70%。团队的几位业内德高望重的教授是“中坚力量”,他们每个人都有各自的主攻方向,定位明确。在他们的指导下,年轻一代在参与国家重大工程的科研攻关中得到充分历练和快速成长,成为科研创新的生力军。
“能吃苦、能战斗”是这支“青年科研尖兵”的标签。铸锭制备攻关小组,他们常常身上穿着厚厚的隔热服,在实验室内挨着800℃的熔化炉,挑战生理极限,昼夜不停地研究。超大环锻件成形攻关小组,充分发扬了青年人的“冲劲”“闯劲”,先后完成了多件模拟环件试验,发明了均质锻造开坯、细晶轧制等系列新技术。
2019年,团队青年科研骨干何海林博士论文《2219铝合金大型环件组织性能调控方法与工程应用》获得第九届“上银优秀机械博士论文奖金奖”,这是国内机械工程领域博士论文的最高荣誉。
三次国家科技进步一等奖、五次省部级一等奖,两项中国高等学校十大科技进展成果,科技部创新团队,中国青年五四奖章集体……这些高级别奖项的取得,是荣誉,更是对这支团队所有的科技工作者百折不挠奋斗精神的致敬和褒扬。
在采访的最后,我们问道,等到“长征九号”真正发射的那天会干什么?易幼平感慨:“我会和学生们一起观看发射场面。作为其中的一员,能够在里面出一分力,是一名科研工作者特别自豪的事。”
一个人的职业发展如果能与国家需要相结合,个人价值就会成倍放大。在中国航天继续创造历史的征途上,这批青年俊杰一定能逐梦更远的星辰大海。
- 新湘导读