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图书迷 > 其他类型 > 七零:科研大佬从田间到星辰七零 > 第171章 参与国家重点项目
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科研楼三楼的会议室里,气氛庄重而热烈。长条会议桌旁,坐着来自高校、科研院所、航空航天企业的专家学者,还有几位身着军装的军方代表——这里正在召开“航空发动机高温合金材料研发”国家重点项目开题会。林荞坐在周教授身边,手里紧紧攥着项目实施方案,指尖微微发凉,心脏却抑制不住地狂跳。这是她第一次近距离接触国家级重大项目,而她的名字,赫然出现在核心成员名单中。

“该项目是我国航空航天领域‘卡脖子’技术攻关的关键一环,”项目总负责人、中科院院士陈教授的声音沉稳有力,透过麦克风传遍整个会议室,“航空发动机被称为‘工业皇冠上的明珠’,而涡轮叶片作为发动机的核心部件,长期面临高温、高压、高腐蚀的极端环境,其材料性能直接决定了发动机的推力和寿命。目前我国高端涡轮叶片材料依赖进口,技术封锁严重,研发具有自主知识产权的高温合金材料,刻不容缓!”

屏幕上展示出涡轮叶片的工作场景:在1100c以上的高温环境下,叶片高速旋转,承受着巨大的离心力和气流冲刷。“现有进口材料在该环境下的使用寿命约为800小时,我们的目标是研发出国产化高温合金,在保持同等力学性能的前提下,将使用寿命提升至1000小时以上,同时降低生产成本30%。”陈教授的目光扫过在场的每一个人,“周教授团队在稀土改性金属材料领域有深厚的研究积累,林荞同学之前研发的低成本稀土复合耐磨合金,为我们提供了很好的技术借鉴,这次由她负责稀土复合添加对高温合金性能的调控模块,希望能带来突破性进展。”

所有人的目光瞬间聚焦在林荞身上,有期待,有审视,也有鼓励。林荞深吸一口气,努力平复激动的心情,微微颔首:“请各位领导、专家放心,我一定会全力以赴,保质保量完成研究任务。”

开题会结束后,周教授拍了拍她的肩膀:“压力不小吧?这个模块是项目的核心难点之一,也是我们团队的优势所在。你的本科研究为你打下了坚实的基础,现在是时候把稀土改性技术推向更高端的应用领域了。”

“嗯!”林荞用力点头,兴奋与压力交织在心头。兴奋的是,她终于有机会将所学知识应用到国家最需要的地方,为航空发动机材料国产化贡献力量;压力则来自项目的艰巨性——高温合金的研发涉及材料学、热力学、冶金工程等多个学科,技术要求极高,且项目周期紧、节点任务重,容不得半点差错。

回到实验室,林荞立刻投入到紧张的工作中。她的办公桌上,堆满了项目相关的资料:航空发动机设计手册、高温合金国家标准、国内外最新研究文献,还有团队整理的上万组实验数据。她的首要任务,是基于之前的稀土研究经验,设计出合理的稀土复合添加方案。

“稀土元素的选择是关键,”林荞对着电脑屏幕上的元素周期表喃喃自语,“铈能细化晶粒、提高抗氧化性,镧能增强高温强度,钇则能改善腐蚀抗力,三者复合添加,或许能产生协同效应。”但具体的添加比例是多少?添加顺序是否会影响效果?如何避免稀土元素在高温熔炼过程中烧损?一系列问题摆在她面前。

接下来的日子,林荞几乎是以实验室为家。每天清晨,她第一个来到实验室,开启电脑查阅文献、设计实验方案;白天,她和团队成员一起进行高温合金熔炼实验——真空感应熔炼炉的轰鸣声中,镍基合金原料与稀土粉末按精准比例混合,在1600c的高温下熔化成炽热的钢水,浇铸成型;晚上,她留在实验室处理实验数据,用专业软件分析合金的微观结构、硬度、高温拉伸强度等性能指标,常常忙到深夜。

项目启动初期,实验并不顺利。第一次熔炼的合金样品,经过检测发现稀土元素烧损率高达40%,远超出预期。“这可怎么办?烧损这么严重,根本达不到设计的成分比例。”团队里的大师兄看着检测报告,眉头紧锁。

林荞没有气馁,而是立刻投入到原因分析中。她反复查阅文献,对比不同熔炼工艺的参数,发现问题出在熔炼温度和保温时间上。“稀土元素的沸点较低,长时间高温保温会导致大量挥发,”她在团队讨论会上提出自己的见解,“我们可以尝试降低熔炼温度50c,缩短保温时间,同时优化原料混合方式,采用分层添加法,减少稀土与高温钢水的直接接触时间。”

按照她的方案,团队进行了第二次实验。这次,稀土烧损率降到了20%,但仍未达到理想效果。林荞没有放弃,她又尝试在原料中添加少量硼元素,利用硼的脱氧作用减少稀土氧化物的生成,进一步降低烧损。经过多次调整和优化,终于将稀土烧损率控制在了10%以内,达到了项目要求。

解决了烧损问题,新的挑战又接踵而至。检测发现,部分合金样品的晶粒大小不均匀,导致高温力学性能波动较大。“晶粒细化是提升高温合金性能的关键,晶粒大小不均会严重影响材料的稳定性和使用寿命。”林荞看着金相显微镜下的合金组织照片,陷入了沉思。

她想起本科研发耐磨合金时,曾通过调整热处理工艺来细化晶粒。于是,她设计了多组不同的热处理方案:分级退火、固溶处理、时效强化,逐一进行实验验证。每天,她都要重复切割样品、打磨、腐蚀、观察、记录的流程,枯燥却不敢有丝毫懈怠。

周教授一直关注着她的进展,在她遇到瓶颈时给予了关键指导:“稀土元素的添加量与热处理工艺是相辅相成的,你可以尝试根据稀土添加量的不同,动态调整热处理温度和时间,建立‘成分-工艺-组织-性能’的关联模型。”

林荞深受启发,立刻调整研究思路。她将稀土添加量分为0.3%、0.5%、0.7%三个梯度,每个梯度对应四种不同的热处理工艺,设计了12组对比实验。这段时间,她几乎每天都泡在实验室和检测中心,白天进行热处理实验,晚上分析金相组织和力学性能数据。功夫不负有心人,经过一个多月的努力,她终于找到了最优的“稀土添加量-热处理工艺”组合:当铈、镧、钇复合添加量为0.5%,采用“1150c固溶处理2小时+850c时效强化4小时”的工艺时,合金的晶粒细化效果最佳,平均晶粒尺寸从原来的50μm减小到20μm,高温拉伸强度提升了18%,高温抗氧化性能提升了25%。

阶段性成果的取得,让团队成员们备受鼓舞。项目中期评审会上,林荞向各位专家汇报了研究进展,展示了优化后的合金性能数据和微观组织照片。“林荞同学的研究非常扎实,通过稀土复合改性和工艺优化,成功提升了高温合金的综合性能,为项目的顺利推进奠定了坚实基础。”陈院士给予了高度评价,“希望你们继续深入研究,重点攻克合金在极端环境下的抗疲劳性能和长期稳定性问题。”

评审会结束后,林荞没有丝毫松懈。她知道,中期成果只是开始,距离项目目标还有很长的路要走。接下来,她需要重点研究合金在1100c高温、循环载荷条件下的抗疲劳性能,这是决定涡轮叶片使用寿命的关键指标。

为了模拟涡轮叶片的实际工作环境,她和团队成员一起,利用高温疲劳试验机进行了大量实验。实验过程异常繁琐,每次实验都需要连续运行数十小时,期间要实时监测温度、载荷、应变等数据,一旦出现异常,就需要立刻停机调整。林荞常常守在试验机旁,寸步不离,饿了就吃点面包、喝瓶牛奶,累了就趴在桌上眯一会儿,醒来继续记录数据、分析结果。

沈砚舟看着她日渐消瘦的脸庞和布满血丝的眼睛,既心疼又骄傲。他常常在下班后赶来实验室,给她带来热腾腾的饭菜,陪着她一起分析数据,在她疲惫时给她加油打气。“荞荞,你已经做得很好了,别太拼了,身体要紧。”沈砚舟轻轻帮她揉着酸痛的肩膀。

“我知道,但这个项目太重要了,每多一点进展,国产化的脚步就快一点。”林荞靠在他的肩膀上,语气带着一丝疲惫,却依旧坚定,“等项目成功了,我们的飞机就能用上自己研发的发动机材料,那种自豪感,是什么都换不来的。”

沈砚舟紧紧抱住她:“我懂,也支持你。但你也要答应我,注意休息,我不想看到你累垮。”

在沈砚舟的陪伴和鼓励下,林荞重新振作精神,投入到新的研究中。她和团队成员一起,通过添加微量锆元素、优化合金纯度等方式,进一步提升了合金的抗疲劳性能。经过无数次的实验和优化,他们研发的高温合金在1100c高温、循环载荷条件下的使用寿命达到了1050小时,超过了项目目标,各项性能指标均达到国际先进水平。

当最终的实验数据出来时,林荞激动得热泪盈眶。她知道,这背后是无数个日夜的坚守,是团队成员的并肩作战,是领导和专家的悉心指导,更是国家对科研工作者的信任与期待。

参与国家重点项目的这段经历,让林荞快速成长。她不仅在专业技能上得到了极大的提升,更深刻体会到了科研工作者的责任与担当。她明白,科研从来不是孤军奋战,而是一场齐心协力的攻坚战;科研的价值,不仅在于发表论文、获得奖项,更在于回应国家需求、解决实际问题。

站在实验室的窗前,看着远处天空中飞过的民航客机,林荞的心里充满了憧憬。她知道,自己的研究之路还很长,未来还有更多的技术难关等待攻克。但她无所畏惧,因为她始终坚守着科研初心,肩负着国家使命,在航空航天材料国产化的道路上,坚定前行。而这个国家重点项目,将成为她研究生生涯中最宝贵的经历,指引着她在科研的道路上,不断探索、不断突破,为国家的科技进步贡献自己的全部力量。