近兩年,以美國為首的西方國家對中國高科技領(lǐng)域公司和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行了無情打壓和圍剿,并有愈演愈烈的趨勢,其險(xiǎn)惡用心昭然若揭。其實(shí),新中國成立以來,西方國家一直對我國進(jìn)行技術(shù)封鎖,特別是上世紀(jì)90年代以來,西方對我國的技術(shù)封鎖一直沒有停歇,但是中國人并沒有退縮。中國人有一股子擰勁,就是你越是對中國封鎖和打壓,中國人就越是憋著勁要超越你?;仡櫺轮袊闪⒁詠?,我們在西方國家技術(shù)封鎖下,自主研發(fā)的一項(xiàng)項(xiàng)高端科研成果便可知曉。本期雜志帶您回顧中國著名材料科學(xué)家?guī)煵w,領(lǐng)略老一輩科學(xué)家在科學(xué)領(lǐng)域艱苦奮斗和越挫越勇的精神。
師昌緒,國外同行稱為“中國高溫合金之父”,因?yàn)樗@一涉及航空航天軍事領(lǐng)域的核心材料在我國從無到有,并擺脫國外掣肘;也是他,一輩子和各種各樣的材料打交道,在高溫合金、合金鋼等領(lǐng)域?yàn)橹袊鴦?chuàng)造了多項(xiàng)第一。
1918年11月15日,師昌緒出生在河北保定。他的父親是清末秀才,以教書為業(yè),母親出身于官宦之家。師昌緒從小老實(shí)善良,“因?yàn)橛皱邋?,又聽話,又沒脾氣”,師昌緒成為叔伯兄弟十二人中最“沒出息”的一個(gè)。但是師昌緒在學(xué)習(xí)上肯下功夫,因此功課特別好。1934年,他以優(yōu)異的成績考進(jìn)了當(dāng)時(shí)著名的保定師范學(xué)校,準(zhǔn)備畢業(yè)后當(dāng)老師。然而,平靜的日子沒過多久,1937年,抗日戰(zhàn)爭全面爆發(fā),這也改變了師昌緒的人生軌跡。
日本侵華的慘痛經(jīng)歷,讓他倍感屈辱,他回憶說,要想中國不被欺負(fù),就得強(qiáng)盛起來,怎么強(qiáng)盛啊,所以只能是開礦、煉鋼、修鐵路。因此他選擇讀高中,畢業(yè)時(shí)懷著實(shí)業(yè)救國的理想,就近報(bào)考了陜西的國立西北工業(yè)學(xué)院礦冶系。
在上學(xué)期間,師昌緒被稱作“書蟲”,既不打球,也不玩牌,從不午休,也很少有周末。他每天學(xué)習(xí)到深夜,凌晨兩三點(diǎn)又起床學(xué)習(xí)。1946年,師昌緒考取自費(fèi)留學(xué)的資格,去美國密蘇里礦冶學(xué)院開始了留學(xué)生活。不到一年時(shí)間,他就以全A的成績獲碩士學(xué)位,接著又申請到歐特丹大學(xué)的獎(jiǎng)學(xué)金繼續(xù)攻讀博士學(xué)位。期間,他在研究中發(fā)現(xiàn)的兩種化合物,如今成為重要的光電子半導(dǎo)體材料。
師昌緒本打算讀完博士立即回國效力。然而,1951年,師昌緒和錢學(xué)森等35人成為美國明令禁止回到“紅色中國”的學(xué)者。
師昌緒只好先在美國就業(yè)。麻省理工學(xué)院向他拋出橄欖枝,他加入了著名科學(xué)家科恩的團(tuán)隊(duì)。1953年夏,師昌緒把中國留學(xué)生聚在一起商量爭取回國的對策,并向周恩來總理寫了求助信。1954年5月,在日內(nèi)瓦國際會(huì)議上,這封信成為中國抗議美國政府無理扣壓中國留學(xué)生回國的重要依據(jù)。緊接著,師昌緒等中國留學(xué)生又集體寫了一封致美國總統(tǒng)的公開信,自費(fèi)印刷了2000份,再由他和另兩位留學(xué)生秘密分發(fā)。后來他才知道,他的大幅照片竟被《波士頓環(huán)球報(bào)》印在了頭版頭條,一時(shí)成為“名人”。
科恩從報(bào)紙上得知師昌緒想回國,便詢問緣由。師昌緒回答:“我是中國人,應(yīng)該回去幫助建設(shè)中國。像我這樣的人在美國比比皆是,但現(xiàn)在中國很落后,需要我這樣的人?!笨贫髀牶蠓浅8袆?dòng),還做了一些有助于他回國的事。在抗?fàn)幜巳旰?,師昌緒終于坐上了回國的客輪。
1955年6月,剛從美國回來的師昌緒來到位于沈陽的中科院金屬研究所。到金屬所后,他被指定為鞍鋼工作組的負(fù)責(zé)人,由物理冶金理論研究,轉(zhuǎn)向煉鋼、軋鋼工藝開發(fā)。
從1957年起師昌緒一方面帶領(lǐng)金屬所小分隊(duì)常駐撫順鋼廠,參加由冶金部主持的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵材料——高溫合金聯(lián)合攻關(guān)活動(dòng),同鋼鐵研究院、航空材料所有關(guān)人員一道,解決了中國最早試制開發(fā)的高溫合金的質(zhì)量問題,接著又對其他高溫合金展開試制工作。另一方面,在所內(nèi)進(jìn)行一系列研究與開發(fā)工作,利用金屬所1957年進(jìn)口的真空感應(yīng)爐,在中國率先進(jìn)行鑄造高溫合金的研究。1958年,他與姚漢武開發(fā)的不含鎳的奧氏體耐蝕鋼,用在尿素工業(yè)設(shè)備上,具有優(yōu)異的抗腐蝕性,經(jīng)中小型尿素廠推廣后獲得好評。為了研究這種鋼在尿素生產(chǎn)過程中,在缺氧條件下仍然具有優(yōu)異耐蝕性機(jī)理,他們設(shè)計(jì)制造了一套在線測試電化學(xué)的精密裝置,安裝在南京化肥廠,并探明了耐腐蝕的原因。師昌緒多次在現(xiàn)場解決冶煉、熱加工等問題,為鉻錳氮鋼的研制和生產(chǎn)打下了良好基礎(chǔ)。師昌緒與李有柯等還開發(fā)了鉻錳氮系耐熱鋼和無磁鉻錳氮系高強(qiáng)度不銹鋼,前者用于工業(yè)爐,后者用作潛艇桅桿。
此外,在他的主持下,1959年又研制出一種不含鈷而其性能達(dá)到國際水平的鎳基鑄造渦輪葉片高溫合金。鎳、鉻是高溫合金及合金鋼常用的金屬元素,當(dāng)時(shí)中國稀缺,國外對中國進(jìn)口實(shí)行禁運(yùn)政策,使得中國在發(fā)展高溫合金及合金鋼等關(guān)鍵材料方面十分艱難。針對這種情況,師昌緒提出了“以鐵基代鎳基高溫合金及發(fā)展不含或少含鎳鉻的合金鋼”的倡議。他利用中國豐富的稀土資源,開展了“稀土在鎳基高溫合金中的作用”的研究,并與撫順鋼廠合作率先開發(fā)了一種鐵基高溫合金,這種合金的屈服強(qiáng)度高,并可在700℃高溫下長期工作,處于當(dāng)時(shí)國際先進(jìn)水平,代替了用量很大的鎳基合金,作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件——渦輪盤投入批量生產(chǎn),裝備了數(shù)以千計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī),在發(fā)展中國鐵基高溫合金的冶煉、壓力加工、拉削與切削等工藝上作出了重要貢獻(xiàn)。
師昌緒似乎有使不完的勁兒,吃飯時(shí)看書記筆記,睡覺時(shí)身邊也放著圖紙和筆,他的專業(yè)技能和服務(wù)精神受到大家的尊敬,被人們親切地稱為能夠妙手回春的“材料醫(yī)生”。
20世紀(jì)60年代初發(fā)生了一起飛機(jī)墜機(jī)事故,分析原因認(rèn)為是軸承中混有空心滾珠造成的,從而導(dǎo)致數(shù)百架飛機(jī)不敢起飛,成為當(dāng)時(shí)的“無頭案”。根據(jù)現(xiàn)場勘查和測算,師昌緒指出滾珠是受到高速擠壓局部融化而失效的,而引起上述現(xiàn)象是由冷卻油不潔凈所致。為此,只要加強(qiáng)油的過濾就可把問題解決。廠方接受了他的處理方案,使得大批飛機(jī)得以重上藍(lán)天。還有一次,航空發(fā)電機(jī)廠因故要報(bào)廢數(shù)以千計(jì)的渦輪盤,工廠請求金屬所協(xié)助處理,當(dāng)時(shí)師昌緒剛回到工作單位,而他毫不猶豫地接受了這項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)高的任務(wù)。他與同事經(jīng)過計(jì)算與分析,將已報(bào)廢的渦輪盤根據(jù)他們制訂的暫行標(biāo)準(zhǔn),逐個(gè)篩選,使多數(shù)渦輪盤又投入使用。哪里有需要,哪里就有師昌緒的身影,“隨叫隨到”,又能解決問題,他被人們親切地稱為能夠妙手回春的“材料醫(yī)生”。此外,師昌緒十分重視研究材料在使用中發(fā)生的問題。他研究的高溫合金包套擠壓工藝,為中國變形高溫合金的加工工藝研究探索了道路。他研究的噴丸再結(jié)晶處理,使航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠數(shù)千片葉片免于因晶粒度不均勻而報(bào)廢。在他指導(dǎo)下,金屬所建立了低周疲勞、周期持久、振動(dòng)載荷持久、有平均應(yīng)力的疲勞等項(xiàng)測試技術(shù),為高溫合金在接近使用條件下的力學(xué)性能的測試開辟了新領(lǐng)域。
更難啃的骨頭在后面。1964年,中國的新型戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)出來了,就差發(fā)動(dòng)機(jī)用的耐高溫高壓渦輪葉片。當(dāng)時(shí)這種高溫合金的鑄造空心渦輪葉片全世界只有美國才有。英國也在研究該項(xiàng)技術(shù),但一直沒有實(shí)際應(yīng)用。時(shí)任航空科學(xué)院的副總工程師榮科提出,中國要自主研制這種空心渦輪葉片,這在業(yè)內(nèi)引起了很大的爭論,認(rèn)為這幾乎是不可能完成的任務(wù)。于是榮科找到了師昌緒,問他能不能牽頭搞空心葉片,他當(dāng)時(shí)任中科院金屬研究所高溫合金研究組負(fù)責(zé)人。
“我也沒見過空心葉片,也不知道怎么做。”師昌緒回憶說,“但我當(dāng)時(shí)就想,美國人做出來了,我們怎么做不出來?中國人不比美國人笨,只要肯做,就一定能做出來?!?/p>
第二天,他與時(shí)任金屬所所長的李薰先生決定接受這個(gè)任務(wù)。榮科聽到這一消息自然高興,但同時(shí)也“提醒”師昌緒:我可是立了軍令狀的。師昌緒一笑:咱們就共同承擔(dān)吧。
由師昌緒掛帥,從金屬所的相關(guān)研究室挑選了“一百單八將”,成立了專門的項(xiàng)目組。他們采納了榮科“設(shè)計(jì)—材料—制造一體化”的建議,與發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和制造廠等合力攻關(guān)。僅用了1年的時(shí)間,就攻克了型芯定位、造型、脫芯、合金質(zhì)量控制等一系列的難關(guān),于1965年做出了我國第一片鑄造鎳基高溫合金空心渦輪葉片,第二年11月正式投產(chǎn)。這使我國成為繼美國之后世界上第二個(gè)成功地采用了精鑄氣冷渦輪葉片的國家,僅比美國晚了5年的時(shí)間。迄今為止,這種空心渦輪葉片裝備了我國很多戰(zhàn)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。
后來,國家決定把空心葉片的生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)在貴州的一個(gè)工廠,航空部點(diǎn)名師昌緒帶隊(duì)到生產(chǎn)第一線,幫助解決生產(chǎn)中的技術(shù)難題。當(dāng)時(shí)從沈陽到貴陽要坐48個(gè)小時(shí)的悶罐火車,路上連喝的水都沒有。工廠的條件極為艱苦,一日三餐吃的都是發(fā)霉的大米和紅薯干,以至于廠里的總工程師過意不去,利用星期天到集市上買來白面,給科研人員蒸饃改善生活。師昌緒他們?nèi)找乖谲囬g里鏖戰(zhàn)。經(jīng)過幾個(gè)月的努力,他們終于克服了實(shí)際生產(chǎn)中的技術(shù)難關(guān),生產(chǎn)的數(shù)十萬個(gè)葉片沒出過質(zhì)量問題。
師昌緒常說自己是個(gè)愛管閑事的人,但他管的所謂“閑事”,卻都是關(guān)乎于國家發(fā)展方向的大事。1992年,他和幾位老科學(xué)家一起,上書黨中央國務(wù)院,倡導(dǎo)成立中國工程院。1994年,他主持了我國大飛機(jī)項(xiàng)目的論證,為先上支線飛機(jī)的決策提供了重要依據(jù)。
那時(shí)存在先研究大客機(jī)還是大運(yùn)輸機(jī)的分歧,師昌緒提出來先研究大運(yùn)輸機(jī),因?yàn)檫@對推進(jìn)中國經(jīng)濟(jì)和國防現(xiàn)代化建設(shè),應(yīng)對搶險(xiǎn)救災(zāi)、人道主義救援等緊急情況,提高空軍戰(zhàn)略投送能力和中國軍隊(duì)履行使命任務(wù)能力,具有重要意義。
很多人認(rèn)為他只是一個(gè)技術(shù)方面的專家,但他經(jīng)常在做一些戰(zhàn)略方面的判斷。他卻說大政策上錯(cuò)了就糟了,一個(gè)科學(xué)家要具備戰(zhàn)略思維和戰(zhàn)略眼光。
師昌緒在很多大事上的建議都體現(xiàn)出他作為一個(gè)戰(zhàn)略科學(xué)家的戰(zhàn)略眼光。在大飛機(jī)項(xiàng)目論證以后,師昌緒又提出研發(fā)大型模鍛壓機(jī),讓飛機(jī)需要的大鍛件實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。
師昌緒曾問設(shè)計(jì)人員,飛機(jī)需要的大鍛件怎么解決,得到的回答是與國外合作。師昌緒敏銳的察覺這是個(gè)問題,大運(yùn)輸機(jī)涉及國防,這種東西立足在國外,將來肯定會(huì)被“卡脖子”。于是他就組織了一個(gè)專家論證組,對大型模鍛壓機(jī)的研究做論證,最后論證斷定可以做一個(gè)8萬噸的鍛壓機(jī),這在當(dāng)時(shí)是全世界第一,蘇聯(lián)有兩套是7.5萬噸。斷定結(jié)果出來后上報(bào)國務(wù)院,國務(wù)院又批給發(fā)改委,發(fā)改委有些負(fù)責(zé)人就覺得這個(gè)利用率太低,沒有效益。
師昌緒解釋說,國防不能講究經(jīng)濟(jì)效益,中國將來要變成一個(gè)制造強(qiáng)國,什么是制造強(qiáng)國,強(qiáng)國的概念是別人不能做的我能做,大型模鍛壓機(jī)就是如此。
后來事實(shí)證明師昌緒的戰(zhàn)略思維是對的,歐洲人在得知我們在研究8萬噸的大型模鍛壓機(jī)后就想與我國合作。