對話新國企·科技創(chuàng)新主力軍

企業(yè)是創(chuàng)新的主體，中央企業(yè)作為“國家隊”更要在國家科技創(chuàng)新特別是基礎(chǔ)、前沿領(lǐng)域中擔(dān)當(dāng)主力軍。近期，由國務(wù)院國資委宣傳工作局指導(dǎo)，國務(wù)院國資委新聞中心、新華社北京分社聯(lián)合推出，中國科協(xié)創(chuàng)新戰(zhàn)略研究院提供學(xué)術(shù)支持的“對話新國企·科技創(chuàng)新主力軍”系列融媒體訪談?wù)缴暇€。訪談邀請兩院院士及中央企業(yè)杰出科技人才，圍繞行業(yè)科技前沿、科技成果轉(zhuǎn)化、科技人才培養(yǎng)、弘揚(yáng)科學(xué)家精神等議題展開深度對話，彰顯中央企業(yè)科技創(chuàng)新主體地位，為中央企業(yè)發(fā)揮“三個作用”、爭當(dāng)“三個排頭兵”貢獻(xiàn)智慧力量。

系列融媒體訪談將在科技日報、新華網(wǎng)、中國工程院戰(zhàn)略咨詢中心“知領(lǐng)”、國防科工局新聞宣傳中心“中國的航天”“軍工記憶”“中國航天文化”、科普中國、《思想政治工作研究》雜志新媒體、知乎等平臺播發(fā)。今天為您分享第六期《用過硬鑄造技術(shù)托舉大國重器》。

中國機(jī)械總院成立于1956年，是我國裝備制造業(yè)基礎(chǔ)共性技術(shù)研究領(lǐng)域的國家級創(chuàng)新機(jī)構(gòu)。在航空航天、軌道交通、能源裝備等領(lǐng)域取得多項核心技術(shù)成果，打破了國外技術(shù)壟斷。

“我們鑄造人常說，鋼水澆下去就沒有回頭路。國家需要什么，我們就造什么——這就是新時代的‘鑄魂’。”中國機(jī)械總院首席科學(xué)家、高端裝備鑄造技術(shù)全國重點實驗室主任婁延春，近日受邀參加“對話新國企·科技創(chuàng)新主力軍”系列融媒體訪談，與中國科學(xué)院院士、南京理工大學(xué)教授陳光，共同講述如何以過硬的鑄造技術(shù)托舉起大國重器。

從陶范到單晶葉片：千年鑄造技術(shù)的現(xiàn)代蛻變

“曾侯乙編鐘的陶范鑄造工藝，至今仍在大英博物館被奉為中華文明的瑰寶。”陳光院士以青銅器為例，勾勒出中國鑄造技術(shù)的千年傳承。他介紹，傳統(tǒng)陶范鑄造需歷經(jīng)冶煉、制范、合箱、澆鑄等復(fù)雜流程，而現(xiàn)代技術(shù)已實現(xiàn)顛覆性突破。沈陽鑄造研究所研發(fā)的“電渣鑄焊技術(shù)”，將熔鑄與焊接合二為一，流程大幅縮短；“變壓反重力鑄造”技術(shù)則突破重力限制，讓航空航天領(lǐng)域的大型鋁合金構(gòu)件實現(xiàn)高性能精密成形。

“我的碩士導(dǎo)師熊國慶教授，是曾侯乙編鐘鑄造工藝研究的專家組組長。”陳光院士介紹，熊國慶教授帶領(lǐng)團(tuán)隊破解了編鐘的合金配比和冶鑄工藝，這種追求極致的工匠精神，至今影響著中國鑄造人。

曾侯乙編鐘

“先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)的高壓渦輪葉片，每個都是‘單晶體’。”陳光強(qiáng)調(diào)，通過定向凝固技術(shù)精準(zhǔn)控制晶體生長方向，葉片耐高溫性能大幅提升，“這是鑄造技術(shù)從‘經(jīng)驗’走向‘科學(xué)’的重要里程碑之一”。

三峽到白鶴灘：破解“卡脖子”的中國方案

“三峽工程初期，國外拒絕轉(zhuǎn)讓水輪機(jī)導(dǎo)葉鑄造技術(shù)，我們只能自主突圍。”中國機(jī)械總院首席科學(xué)家婁延春回憶，團(tuán)隊開發(fā)出“AOD+電渣熔鑄雙精煉工藝”，用單重15噸、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)導(dǎo)葉打破壟斷；在白鶴灘百萬千瓦水電機(jī)組中，面對三維異形葉片高質(zhì)量制造難題，又發(fā)明“電渣鑄焊+熱模壓”集成技術(shù)，使金屬利用率顯著提高，制造周期大幅縮短。

“從三峽到白鶴灘，每一次突破都是‘生死戰(zhàn)’。”婁延春坦言，三峽導(dǎo)葉攻關(guān)時，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)砂型鑄造材料性能低、鑄造缺陷不可避免，而采用雙精煉工藝后，鋼液純凈，材料性能大幅提升，鑄造缺陷得到很好控制。“當(dāng)時國外專家斷言我們十年內(nèi)造不出合格導(dǎo)葉，結(jié)果我們僅用三年就拿出了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的解決方案。”

在白鶴灘項目中，團(tuán)隊面臨更艱巨挑戰(zhàn)：葉片單重達(dá)13.5噸，且需滿足世界最高標(biāo)準(zhǔn)(Q/CTG 1-2017)的嚴(yán)苛要求。婁延春帶領(lǐng)團(tuán)隊首創(chuàng)“電渣鑄焊+熱模壓”工藝，解決超大寬厚比三維變曲面異形構(gòu)件高性能精密成形的世界技術(shù)難題。這一技術(shù)被國際同行稱為“東方魔法”，助力中國水電裝備從“跟跑”躍升為“領(lǐng)跑”。

科學(xué)家精神與新型舉國體制的雙重驅(qū)動

“我的博士生導(dǎo)師傅恒志教授，1995年當(dāng)選中國工程院院士后，已經(jīng)66周歲了，仍創(chuàng)造性地提出并持續(xù)攻關(guān)電磁約束成形技術(shù)。他用實際行動詮釋了創(chuàng)新是科學(xué)家精神的靈魂。”陳光院士動情講述。沈陽鑄造研究所的團(tuán)隊文化同樣浸潤著這種精神：三峽導(dǎo)葉攻關(guān)期間，團(tuán)隊連續(xù)40多天夜間作業(yè)，險遇熔鑄結(jié)晶器水管突然爆裂，工程師與工人冒死堵漏，避免鋼液遇水發(fā)生爆炸。

“載人航天工程中的鈦合金氫泵殼體，是我們另一場硬仗。”婁延春透露，該部件為雙盲薄壁結(jié)構(gòu)，壁厚以毫米計，它服役環(huán)境很苛刻，同時結(jié)構(gòu)又很復(fù)雜，制造要求也非常高。團(tuán)隊首先在材料上，開發(fā)了一種能夠很好滿足超低溫工作環(huán)境的鑄造鈦合金，另外在工藝上創(chuàng)新“稀土氧化物涂層石墨硬型+陶瓷芯復(fù)合鑄造”技術(shù)。他特別提到，團(tuán)隊開發(fā)的真空感應(yīng)懸浮熔鑄爐熔鑄能力達(dá)100公斤，遠(yuǎn)超國外30公斤水平。

面對“如何提升央企創(chuàng)新能力”之問，婁延春提出“新型舉國體制+市場機(jī)制”融合路徑：國家重大工程采用“揭榜掛帥”激發(fā)競爭，企業(yè)自籌經(jīng)費承擔(dān)風(fēng)險；同時，全國重點實驗室重組中，沈鑄所聯(lián)合南京理工大學(xué)、重慶大學(xué)共建“產(chǎn)學(xué)研中試平臺”，定向培養(yǎng)工程博士，讓實驗室成果直通生產(chǎn)線。

回憶三峽導(dǎo)葉熔鑄險情，婁延春仍心有余悸：“當(dāng)時結(jié)晶器水管突然爆裂，1500多攝氏度的鋼水距離冷卻水越來越近。工人師傅、工程技術(shù)人員不顧危險奮力搶救。”這種“把命押在技術(shù)上”的拼搏精神，讓團(tuán)隊創(chuàng)下連續(xù)40天夜間作業(yè)、零安全事故的紀(jì)錄。

“我們鑄造人常說，鋼水澆下去就沒有回頭路。國家需要什么，我們就造什么——這就是新時代的‘鑄魂’。”婁延春說。（新華網(wǎng)記者 杜文杰）

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