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鋁合金彰顯的國之自信

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材料,作為一個國家一切生產活動的基礎。材料的開發和應用對于全球每一個國家都至關重要,它直接影響著一個國家的經濟發展、民生保障,國防建設。而鋁合金作為產量和用量僅次于鋼材的第二大金屬材料,在國家社會的各個領域都有著非常重要的應用。在民生領域中,鋁合金常常應用在人們生活的各個細節,易拉罐、手機殼,汽車前蓋、高鐵、地鐵、輕軌的列車部件,而在國防科工領域的應用就更加重要,比如飛機,甚至運載火箭、宇宙飛船等等。近年來,中國特種鋁合金在國防科工項目上的應用取得了諸多突破,不少領域的材料研發、鍛造技術,已經達到了世界前列,甚至世界領先地位。鋁合金加速著不少科技行業的發展,在這背后它又有著怎樣令人著迷的“魔力”呢?

  中國應急救援裝備

  為災難救援提供有力保障

  鋁合金看似平淡無奇,但是卻有著諸多神奇的特性,在中鋁中央研究院哈爾濱分院專家委員會常務副主任王國軍的介紹下,我們首先了解到了,鋁合金比鋼鐵輕三分之一的特性。在現場小實驗結果中顯示,相同體積情況下,鋁塊重量是鐵塊重量的三分之一。

  重量較輕的特性,在諸多金屬組成的大金屬家族中,看似普通。但在“克克計較”的航空航天領域卻有著無可替代的重要優勢。在一個不完全統計中,航天飛行器,它每減少一克的重量,就可以節省四公斤的燃料重量。商用飛行器每減少一磅(453克)的重量,它的商用價值就有300美元的收獲。軍用戰斗機呢,每減少一磅(453克)的重量,可以產生3000美元的經濟效益。重量輕,就能增加飛行器尤其是火箭的有效載荷,推動了科技進步發展的進程。

  為了生動形象的說明鋁合金在航空航天領域的應用,本場嘉賓李國軍老師還帶來了珍貴的道具,一頂中鋁集團自主研發的,楊利偉曾戴過的同型號半成品航天員頭盔。而除了重量較輕,這頂頭盔的特種鋁合金材料還有著什么特別的神奇之處?

  特種鋁合金材料的神奇之處還不止這些,為了印證特種鋁合金還有哪些神奇之處,欄目組來到中鋁東北輕合金有限責任公司實驗室??纯丛谥芷诮櫢g試驗箱中,鋁合金片有著怎樣的優異表現。

  從試驗中看出,鋁合金片有著優異的耐高溫性和耐腐蝕性。在航空航天的另外一些應用中,特種鋁合金這一特點突出,在國家重點型號大飛機的研發中,發揮著重要的作用。比如近些年我們常說的“三個大飛機”之一的代號為“AG600”的水陸兩棲大飛機?!癆G600”水陸兩棲飛機由于長期在海洋中或海島環境中服役,需要大量耐高溫、耐高濕、耐高鹽的金屬材料。而特種鋁合金恰恰可以符合這種要求。而中鋁集團自主研發的這種特種鋁合金,現在已經成功的應用在“AG600”飛機上。

  特種鋁合金,難度頗高

  “中鋁”人攻堅克難

  為了中國鋁合金材料事業的突破,中鋁集團人克服重重困難,做出了大量艱苦卓絕的工作。王國軍老師所在的中鋁東北輕合金有限責任公司,曾鑄造一個應用在大飛機上的鋁合金牌號,合金化程度達到了12%,鑄造性能非常差,由于需要做成壓力加工材,得先鑄造成錠胚,鑄造的時候難度非常大,經常就因為加了很多東西容易炸裂和開裂。為了鑄造它,中鋁東北輕合金有限責任公司曾經用了七天七夜的時間,鑄了20多個爐次,結果都沒有成功,全是廢品。車間里滿地都是開裂的材料。幾乎所有的技術人員和學術團隊,都達到了崩潰的邊緣,大家開始不自信了。覺得是不是方向上,出現了什么問題,然后逐一去細致地排查,去分析原因,去查文獻,去做實驗,逐漸的把這個問題給解決了。

  中國鋁業人面對中國重大科工項目的重點項目,攻堅克難,生產出不少型號的特種鋁合金材料。他們的無悔付出,為無數國之重器附著難以想象的神奇“魔力”,讓一件件國之重器層出不窮、順利亮相。另外一個層面,是中國社會主義的制度的優越性,保障了件件國之重器不斷推出。在中國,社會主義的政治制度優越性可以讓國家集中力量辦大事,國家給予科技工作者充足的時間和資金,給他們機會不斷試錯,*終取得各個方面的戰略性突破。

  屢屢實現自我突破的

  火箭用鋁合金鍛環

  節目中,來自中鋁西南鋁業(集團)有限責任公司的王正安老師,向我們介紹了,運載火箭用大型鍛環,它是連接箱體和箱頂、箱底的一個受力構件。如此重要的國家重點項目部件,中國走過了一條不斷自我突破的不平凡制造之路。上個世紀的80年代末期的時候,中鋁西南鋁業(集團)有限責任公司就研制成功了直徑為3米5的鋁合金環件,當時就是稱為是“亞洲第一環”。應用在我國長征二號、長征三號系列運載火箭上面。

  到了2006年,王正安老師所在的中鋁西南鋁業(集團)有限責任公司,接到了新的制造任務,制造我們國家的新一代運載火箭——長征五號運載火箭的鋁合金環件。在當時,這項技術在中國是一片空白。金屬環件直徑的加大,鑄造難度也相應增加。鑄造的不順利,再加上重慶冬天陰冷的天氣,使得技術人員心里都涼涼的,心中不免打鼓,這一構件是否能鑄造成功。設計單位也曾提出折中的、難度較小的鑄造方案,但被王正安老師一口拒絕,義無反顧的堅持試驗鑄造,并*終用了三年的時間鑄造成功,那么當時的這種方案究竟是什么,王正安老師為何會一口拒絕呢?

  而在慶祝改革開放40周年大型成就展上,展出了直徑為十米的火箭用鋁合金鍛環圖片,據王正安老師介紹,這是應用我國在2028年到2030年之間要發射重型運載火箭上的大型構件。在2015年,中鋁西南鋁業(集團)有限責任公司用了不到一年的時間就鑄錠成功。中國火箭用鋁合金環件直徑與質量均達到世界第一!

  大飛機升空的背后

  鋁合金研發之路頗為艱辛

  在慶祝改革開放40周年大型成就展上,中鋁集團還有一項突出成績被圖片展出,那就是國產C919大飛機的第四代新型超高強鋁合金壁板。這種鋁合金材料合金化程度高,鑄造難度極大。在2005年時,這種鋁合金鑄造技術在中國還是一片空白,曾進口外國鋁業公司的特種鋁合金但卻被處處限制,被卡脖子的感覺讓王正安、王國軍等中國鋁業人感到不安,更加希望能夠在大飛機鋁合金部件研發制造方面取得突破。

  用“冬‘煉’三九、夏‘煉’三伏”這句話,來形容特種鋁合金科研工作者的大飛機鋁合金部件研發制造,非常的貼切。兩位節目嘉賓分別來自北國“冰城”哈爾濱和“火爐”城市重慶。在王正安老師工作所在的重慶,夏日酷暑難耐,而熔鑄車間溫度更是高達40-50攝氏度,科研工作者每天待十幾個小時,一待就是一個多月。而在北國“冰城”哈爾濱,王國軍老師曾遇到了更大的困難,在寒冬,大家也曾連續的制造,連續的失敗,全天跟產,后半夜頂著凜冽的寒風回家,思想接近奔潰。大家開始不自信了,情緒悲觀絕望。但*終經過一段時間的科研,終于實現了技術突破。中國大飛機特種鋁合金制造水平也終于達到世界前列。

  中國鋁業人助力

  我國鋁合金強國夢的實現

  我國在特種鋁合金領域取得的舉世矚目的成績的背后,離不開我國鋁業人的辛苦付出與砥礪前行。正是他們孜孜不倦地奮發努力、正是他們堅定的信念,求知的渴望,在攻堅克難中不斷超越,才得以讓中國一件件國之重器響徹全球。中國鋁業人,這種永不止步的探索精神,展現著怎樣強大的民族自信。


更新日期:2018-10-18