第171章 参与国家重点项目(1/2)

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。

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