记西北工业大学康沫狂教授

       不管人们是否把钢铁工业列入“夕阳工业”的行列，据专家预测，21世纪钢铁材料仍是占据主导地位的结构材料。        现代工业激烈的竞争迫使各行各业最大限度地发挥其效益效率效能，因而要求结构材料尽可能地提高其使用性能水平。对于钢铁来说，首要是提高其使用强度水平，让一吨钢顶两吨用，这是未来钢铁工业的主要出路。因为仅就我国情况看，据估计下世纪钢铁的需求量，要在目前的生产水平上每年再加一亿吨。达到这样大的生产能力光是资金投入就需10000亿，加上其它各种因素，无论是国家的财力、能源、资源、环境、运输等各个方面均无法承受。        整个世界的情况也大致如此。面对严峻的形势，世界先进国家都制订了面向21世纪的“超”研究计划，如日本1997年制订了超级钢研究计划，为期10年，总费用达1000亿元。            现代生产对钢铁材料的要求十分苛刻。单就石油工业来说，随着深井、超深井和水平平台技术的发展，对钢铁的强度和韧性要求越来越高，兼备超高强度和高韧性的油井管材的开发号称世界级难题，是各国超级钢计划的重要组成部分。在我国，由于井深、井底压力过大，油井管不能承受矿井需求，致使油井报废平均每年直接经济损失达1亿多元。因此，研制新型钢铁材料，可以说是炙手可热的课题。在这个领域，西北工业大学的康沫狂教授具有高瞻远瞩的战略眼光，他几十年孜孜以求，做出了十分突出的贡献。                                           “争气钢”——中国人自己的钢     康沫狂教授1920年生于河南新野县，学生时代他就是一个渴求新知、成绩优异的学生。1945年，他以优异的成绩毕业于西北工业大学的前身西北工学院机械系，继而留校工作。         60年代初，中苏关系破裂，“老大哥”背信弃义，撤走了专家，废弃了合同，使我国的航空工业面临极大困难，血气方刚的康沫狂下决心要研制我们自己的新钢种。那些日子，他整日呆在图书馆，查资料，翻杂志，构想研制新钢种的蓝图。         1963年，康沫狂在分析了我国航空工业生产现状的基础上，结合自己多年的理论研究经验，提出了研制低合金高强度贝氏体钢并将之用于航空工业的新构想。         当时的条件相当困难。50年代末的“大跃进”伤了国家的元气，60年代初的3年自然灾害又给人民带来了灾难，国家的财力物力是相当紧张的，康沫狂和他指导的研究生们发誓哪怕吃糠咽菜也要把适于航空工业要求的新（典型）贝氏体钢搞出来。他们风里来，雨里去，奔波于学校和工厂之间，每日工作10多个小时，在工厂开炉熔炼、轧制成型，在学校测试性能、进行理论分析，经过两年多的艰苦奋战，一种崭新的钢种——新贝氏钢研制出来了。经过工厂几年的推广试用，证明该钢具有良好的综合机械性能与优异的工艺性能，既提高了钢的内在质量，又简化了该钢的工艺流程。1968年，冶金部和航空部联合组织鉴定，认为该钢有大规模的推广应用价值，并被定名为国产—11钢，简称GC—11钢。这是我国打破封锁，独立自主、自力更生研制的低合金高强度结构钢。     “文革”十年浩劫，给知识分子带来了莫大的灾难。正当使用GC—11钢做无窗骨架，对接框等部件的战机飞上蓝天的时候，Gc—11钢的研制者康沫狂教授却被打成了“历史反革命”，关进了牛棚，整日反省、写检查。     有道是，屋漏又遭连阴雨。1970年，我国用Gc—11钢生产的一批援外飞机的机身联接框发生脆断开裂现象，外国退回了飞机，这在“阶级斗争一抓就灵”的年代是一起严重的“国际性政治事故”。中央有关领导直接过问，责成航空工业部立即查找原因，危难之中的康沫狂雪上加霜，将面临着又一场灾难，他主持研制的Gc—11钢也面临着被淘汰的厄运。值得庆幸的是，在这一事故的汇报会上，我们敬爱的周恩来总理和叶剑英元帅明察秋毫，明确指示“这是我们自己研制的新钢种，不能一棍子打死，要实事求是，认真查清事故的原因。”还蹲在“牛棚”中的康沫狂听了周总理和叶帅的指示，激动得热泪盈眶。     中国的知识分子是爱国的，他们渴求用自己的真知报效祖国。理解与信任激发了康沫狂努力工作的热情，在“牛棚”他夜不能寐，反复思考着Gc—11钢的脆断原因。造反派给康沫狂戴上了“特务嫌疑分子”、“历史反革命”、“反动学术权威”3顶大帽子，剥夺了他亲自去北京接受检验和进一步研究Gc—11钢的权利，但航空部还是点名让康沫狂参加由部直接领导的检查攻关组，造反派也只好让他“戴帽”工作，立功赎罪。出了牛棚的康沫狂好似焕发了青春，劲头十足，他信心百倍地对周围年轻同志说：“我们应该自己相信自己，大家努力干，出了问题，有我这把老骨头撑着。”他把“批判”、“审查”不放在心上，全神贯注地投入了Gc—11钢的研究分析工作。拉架子车领料，他干，加工试样，他也干，求实、认真、负责的作风深深地感动了全组同志，也得到了大家的信任和尊重，大家都知道康教授是讲科学的，而科学的东西就是要实事求是，不能有半点虚假。从1972年秋到1974年两年多的时间里，康沫狂带领全组十几位同志苦干了800多个日日夜夜，进行各种试验上千次，取得了测试数据上万个，艰苦的工作和精神上的折磨，使这位昔日奔跑于篮球场上的中锋患了心脏病，一次去南昌飞机制造厂实地调研时，过度的劳累使他突然昏倒，幸亏急送医院，才幸免出意外。他多年来就是这样忘我地工作，从来没有想过自己的得失。经过坚持不懈的试验研究，Gc—11钢脆断的秘密终于解开了：冷敲和多次镀锌，使Gc—11钢发生氢脆，Gc—11钢本身没有问题，机身联接部多次反复冷敲使构件的内应力增加，多次反复镀锌使构件渗框也增加，二者交叉影响，导致Gc—11钢在高载荷时产生氢脆开裂。原因找到了，康沫狂提笔给航空部写了上万字的分析论证总结报告，建议继续在航空制造和其它行业中使用Gc—11钢。        十年艰辛，十年奋斗。        1974年，航空工业部正式发文决定继续使用Gc—11钢，并用它来代替沿用多年的原苏联30crMnSiA钢，广泛使用于9个机型的400多种零件上。人们称Gc—11钢为“争气钢”、“自己的钢”。它为打破封锁，独立自主地发展我国自己的航空工业做出了重要贡献。1978年，在北京召开的第一届全国科学技术大会上，康沫狂课题组研制的Gc—11钢获全国科学大会奖，1985年又荣获国家发明二等奖。康沫狂手捧国家科委主任宋健颁发的国家二等发明奖证书，眼眶里含满了幸福的泪花，他激动地说：“我总算为国家做了一些有益的工作。”                                                  准贝氏体钢的研制推广之路        人们认识自然没有穷尽，科学研究也没有止境。康沫狂根据多年积累的实践经验，又决定从理论上对贝氏体钢等金属材料进行更深入细致的微观研究。         钢中贝氏体相变是固态相变的一个重要类型，其相变和材料的性能有十分密切的关系。然而在贝氏体相变理论研究方面，也存在许多争议。近年来，康沫狂指导一批年轻同志在国家自然科学基金、国家教委基金、航空科学基金等数个基金支持下，从相关的动力学、晶体学、形貌学等方面入手，对贝氏体相变理论、贝氏体组织的力学行为和贝氏体钢的合金化方面进行了大量研究。康沫狂指导研究生系统研究了贝氏体的预相变行为，获得了溶质原子扩散偏聚的直接证据，成功地测定了贝氏体预转变期奥氏体中含碳量发生了贫碳区和富碳区的变化，揭示了预贝氏体相变的本质，突破了国内外权威学者认为贝氏体预转变期奥氏体内碳量不能发生变化的禁律，对奥氏体的热稳定化机理作出了新的解释。首次在应用研究方面，采用新的合金设计思想，获得了没有碳化物的准贝氏体钢。        准贝氏体钢这株幼苗破土而出，如何使它茁壮成长，造福于社会，成为康沫狂教授魂牵梦绕的思虑。         现今世界，科技与经济一体化的趋向越来越明显，重视科技产业化已是全球性共识。但由于体制、政策等方面存在问题，这项工作在我国长期举步维艰。科技成果向市场转化需要十分复杂的过程，其难度甚至不亚于创造这些成果本身。大量科研成果“待字闺中”，束之高阁，并不能真正变成现实生产力。康沫狂教授虽然深知这项工作的艰难，却始终认为这是从事应用研究的科技工作者义不容辞的重要使命，同时也视为自己毕生的追求和最大的人生乐趣。     为了使准贝氏体钢走出实验室，应用在生产中，从1984年起他就开始了漫长而艰苦的推广工作。十多年来，他和同事、研究生一起，先后与中原钢铁厂、陕西钢厂、重庆钢厂等单位合作，已把准贝氏体钢试用在综合采煤机的截齿、钻岩用的重型钎杆和重型汽车的翻斗板上，替代了原用的或进口的钢材，从而提高了产品使用寿命，或降低了生产成本，其优越的性能和广泛的市场前景逐步得到冶金界的认可。         而随着市场经济的发展，我国钢铁工业经历了大起大落的过程。当前，国内钢铁行业陷入两难境地：一方面，普通钢材生产大量过剩，另一方面，高质量的特殊性能要求的钢铁又不能满足市场需求严重依赖进口，加之大量进口钢材涌入，钢材市场竞争白热化，钢铁企业面临着严峻的挑战。        1996年10月，国家科委在青海召开科技推广会，“系列高强高韧可焊耐磨准贝氏体钢被列为九五《国家级科技成果重点推广计划》项目。推广会一结束，作为国内颇有影响的西宁特钢集团旋即召开了准贝氏体钢推广应用会，决定由西工大作为科技依托单位，西钢集团作为应用开发单位，成立推广应用协调小组，签定了试制协议，从而揭开了准贝氏体钢在矿用高强园环链、超高强度H级抽油杆和单体液压支柱上应用推广工作的序幕。该项目随后又被列入国家经贸委“98国家技术创新项目。”         矿用高强园环链在煤矿运输机中为至关重要的部件，对钢材的要求极高，长期以来一直依赖从日本进口，不仅价格昂贵，受制于他国，且供货时间常常不能保证。抚钢、齐钢、首钢等曾先后按进口材料成份进行过试仿制，都因冶金水平的限制没有成功。准贝氏体钢的各项性能完全能达到矿用园环链钢的要求，如果用它生产高强链替代进口，将填补国内空白，具有显著的经济效益和社会效益。H级抽油杆是油田中大量使用的部件，国内外冶金工作者曾试图探索一条“材料型”生产H级抽油杆的道路，但由于各种原因均未成功，至今仍沿用“工艺型”方法，我国用20CrMo钢生产D级抽油杆后，采用表面淬火工艺来达到H级杆的性能指标，这样做热处理工艺复杂，生产率低，产品质量差，且成本高，急需更新换代。准贝氏体钢的工艺特点和性能指标完全具备直接用“材料型”生产H级抽油杆的条件，其材料所含元素价格低，热处理工艺简单，经过经贸委鉴定，被认为是国际领先材料。

                                                                                                                           作者：郭明