在进入正题之前,我们先来看看现代战机钛材料使用的比例:F-86战斗机,1%;F-111A战斗轰炸机,8%;F-14战斗机,24.4%;F-15战斗机,26.5%;F-22战斗机,41%。钛材料,尤其是钛合金的应用范围,对整个航空工业有着极其重要的影响。因此,很多国家都将钛合金视为一种战略级的材料。
在现代战机上,对钛合金材料的应用正越来越广泛。
钛合金具有很好的耐腐蚀性,有着很高的屈服极限、比强度高、弹性模量低、高温蠕变性能好等等方面的优点。在我国的歼-20、歼-7、歼-8、歼-10、运-7、运-8和强-5等等飞机之上,都使用了钛合金材料,前后至少有10多种。然而,有些论文认为我国钛合金的研究起步较晚,所以同国际一流水平有很大的差距,那么这个说法究竟对不对呢?
其实我国对于钛合金的研究和应用并没有想象的那么晚,但也并不是最早的。20世纪40年代,钛材料的研究就已经开始。而在1956年的国家科学技术发展远景规划纲要中,我国就将钛合金研究作为500多项科技攻关项目中的重点攻关项目之一。从那个时候开启,我国老一辈的材料专家就已经开始展开艰苦奋斗,并创建了国内航空领域的第一个钛合金实验室。而率领组建这个实验室的,正是颜鸣皋,我国泰斗级的航空材料专家、中国科学院院士。
F-35战斗机上 钛合金材料应用
颜老是浙江人,出生于1920年,20世纪40年代出国留学,先后获得美国耶鲁大学冶金学硕士和工学博士学位。1949年,颜鸣皋受聘于纽约大学工学院并担任副研究员,指导两名博士生从事钛合金相关的研究工作,首次测定了纯钛的拉伸、压缩、轧制织构和形成规律,是第一个研究钛合金的中国学者。在留美期间,颜鸣皋组织翻译了《金属物理引论》,制定了统一的冶金学名词,对我国在相关领域的发展发挥着极其重大的作用。
新中国成立之后,颜鸣皋先生毅然决定回国,在1950年10月购买船票并准备启程。美国为将颜鸣皋留在其国内,遂责令联邦调查局以“非法居留”的罪名将他强行扣留。在了解案情和传讯的幌子之下,美方人员多次通过高待遇、接家眷赴美等条件引诱颜鸣皋留下,但遭到严词拒绝。值得注意的是,如果颜鸣皋先生留在美国,他的收入水平会高于国内30倍。试想,放到今天,有多少人能顶得住这个诱惑?
颜老是我国在钛合金材料领域泰斗级别的任务
3D打印的钛合金材料部件
后来,颜鸣皋依靠朋友的帮助,聘请律师回击这种莫须有罪名下的扣留,并最终在4个月后取得胜利,迫不及待地回答祖国的怀抱。每逢想起当年的往事时,颜鸣皋先生不无申请地说:“我一定要回去,那是我的祖国,是生我养我的地方。”回国之后,颜老将毕生的心血都奉献给了祖国的国防科技事业,贡献极其巨大。
例如,颜鸣皋先生回国之后就担任北京工业大学冶金工程学系教授并兼任金属材料教研组组长。1954年,颜鸣皋先生领导并创建了我国的武器弹药专业。随后,颜鸣皋先生在20世纪50年代末率领团队,为我国熔炼出第一个3公斤级的钛合金铸锭,我们从此有了自己的钛合金。随后,颜鸣皋领导进行苏联钛合金的仿制工作,建立一整套熔炼和加工装置,而且培养出我国第一批航空钛合金研究人员。毋庸置疑,在国内的钛合金材料研究领域,颜鸣皋先生是泰斗级别的人物。
新中国成立之后,像颜老这样的归国专家有很多,这些人身负工业报国的赤子之心,非常令人敬佩。
现如今,我国已经建立了比较齐全的钛合金研发和工业生产体系,可以满足本国航空工业的需求,而且其中的一些材料已经达到世界级的水平。之所以能取得今天这样的成就,同老一辈的努力是分不开的,同几代人的共同奋斗是分不开的。新中国成立初期,有很多领域的专家抱着赤子之心回国,将毕生心血奉献给了国防事业,的确令人非常钦佩。