赵院士访谈

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 17:34:29
1.据报道,您在20世纪70年代,
曾成功研制了运八飞机的wj6发
动机压气机材料。请您介绍一下
当时的研制情况,以及该材料在
后来的发展应用?
赵院士:我是20世纪60年
代开始进行不锈钢研究的,是我
刚参加工作时做的第1个项目。
这个项目的负责人是我的师傅李
文澜先生,我是主要的完成人,从
材料的研制到装机使用的全过程
我都参与了。那时候中国正好研
制聊7发动机,发动机的压气机
叶片和盘都是用3 M961
(1CrllNi2W2MoVA)不锈钢做
的。前苏联发来1份标准,要求该
钢的抗拉强度达到1200 MPa以
上.但是3 H961钢达不到这一
指标。我们便于1962年初立项,
开始独立研制新材料GX一8
(1Crl2Ni2WMoVNbA)。在我们
研制过程中,又收到前苏联的1
个技术条件,说原来给我们的那
个标准更改是错误的。于是,
GX一8钢变为研制耐温更高的不
锈钢。用以制造下一代发动机压
气机叶片和盘。1964年,该材料的
试验研究完成。GX8钢的特点是:
添加高量钼,提高了冲击韧性;添
加Nb提高了耐热性:抗拉强度、
耐热性和耐腐蚀性等都明显比
3 M961钢的高。接着,到抚顺钢
赵振业院士访谈
厂做大炉试制,1965年完成了大:
炉料全面性能试验;然后在沈阳:
黎明航空发动机厂和沈阳飞机设:
计研究所进行聊7发动机高压:
压气杌第1级叶片和盘制造,经:
200 h长期试车,没有出现任何问:
题。1966年中国开始研制新的发:
动机,选用了这个材料做叶片和:
盘。该发动机的转子叶片和盘、静:
子叶片、轴颈等,整个高压压气机!
全用这个材料制造。课题组成员:
到钢厂跟产试制材料,到中国南
方动力机械公司跟产进行了某型:
发动机试制。
1970年,中国在中国南方动:
力机械公司开始研制wj6发动:
机。wj6发动机压气机转子叶片
和盘,静子叶片、轴颈等也都采用:
这个材料制造。我又到那里跟产:
试制发动机零件。1972年,完成了
wj6发动机长期试车。1973年春:
节前,通过了wj6发动机材料鉴:
定。2005年,中国南方动力机械公-
司给我的统计数据表明,wj6发:
动机除用作飞机动力装置外.在:
发电、矿井除气等方面均有应用,
大概有七八种用途。在役的几百:
台发动机没有发生过故障。另外,:
wj6发动机已经走完了第1个:
3000 h寿命期,已进入第2个寿:
命期,超过了5000 h,现在可能已:
用到第3个寿命期了。wj6发动:
机是中国研制的发动机中寿命最:
1
长的。GX一8钢也经受了长期使
用的考验。
GX-8属于12%铬型马氏体
不锈钢。在那个年代,12%铬型马
氏体不锈钢在全世界都用于制造
航空发动机压气机的叶片和盘。
耐温可达550 oC,强度高,是典型
的压气机叶片和盘用材料。
西方国家与前苏联的合金设
计思路不同。西方人追求耐热性。
高耐热性的材料牌号比较多,如
英国斯贝发动机和美国研制的发
动机压气机都采用这类钢;而前
苏联要求材料具有更高的冲击韧
性。3 M961钢研制成功后,在前
苏联的发动机上广泛应用。
3 M961钢中加了镍,提高了冲击
韧性。我们把西方国家和前苏联2
种设计思路揉到一起,在3 H961
钢的基础上提高了其耐热性,所
以GX-8钢的综合性能比
3 H961钢和西方国家的钢都要
好。GX-8钢在所有12%铬型马氏
体不锈钢中具有较高的水平和地
位,所以获得了国家发明奖和
1978年全国科学大会奖状。
2.中国是迄今世界唯一研制成功
中温超高强度结构钢的国家.这
非常让中国人感到自豪!请问:中
温超高强度结构钢的性能特点如
何?应用在哪些方面?
赵院士:1975年中国开始设
计高速飞机。飞机速度高了之后,
其表面驻点温度就提高了,后机
身装有发动机,2种热综合作用,
使飞机后机身温度升高,所以要
求承力件耐高温。当时咱们国家
用的30CrMnSiA钢的回火温度
高,但强度低;超高强度钢
30CrMnSiNi2A的强度达到1700
MPa,但回火温度低。这2种钢都
不能用于后机身构件。另外,在飞
机设计中,后机身的质量总是偏
高,需要在前机身加个配重来维
持飞机的质量平衡。这样就再次
增加了飞机的质量。这就出现了
后机身超温超重的选材问题,需
要研制1种新的超高强度耐温材
料。恰好当时我们研究室有1个
课题,叫做“中温超高强度钢
GC-19研究”,这个课题是为将来
高马赫数飞机构件研制耐温超高
强度钢。新飞机设计选用了这种
材料。这个课题是1968年开始立
项的,但是由于各种各样的原因,
8年来始终没有研制成功。为解决
新飞机后机身超温超重问题,急
需研制成功中温超高强度钢
GC-19。1975年底,我奉命接手负
责了这个课题。当时国外也没有
中温超高强度钢,美国用的是热
作模具钢H11。H11钢热强性比
较高,抗拉强度达到1800 MPa以
上,国内也在仿制这种钢。当时我
觉得Hll不是结构钢,冲击韧性
很低,不适宜做承力构件,决定自
己研制1种中温超高强度钢,于
是,从1976年开始重新研制中温
超高强度钢GC-19。大约七八年
后,中国高速飞机研制中途停掉
了。恰好当时中国又要仿制另1
种飞机,其后机身温度达到305
℃,于是,中温超高强度钢的应用
方向转移到这种飞机上来。由于
世界上没有中温超高强度钢,研
究工作都是从头做起。研究内容包
括应用基础理论、合金研制、应用研
究、工程化生产以及零件试制。到
1985年,用了差不多10年时间完
成了研究全过程。由于做了很多试
验研究,所以装机使用后没有出现
过什么问题。到2005年,成都飞机
制造公司已生产了50架这种飞机,
至今在生产、使用中没有出现过任
何问题。中国第1种航空中温超高
强度钢GC-19(38Cr2M02VA)经
受了生产、使用的考验。
中温超高强度钢
38Cr2M02VA在合金设计上是个
突破。在钢的设计方面,如果钢中
添加的合金元素在5%以下,称为
低合金钢;添加的合金元素为5%
~10%的称为中合金钢;添加的
合金元素超过10%的称为高合金
钢。Hll和其它耐中温钢的合金
元素含量都在5%以上。
38Cr2M02VA钢成分设计时做了
大量有关选择合金元素、二次硬
化、力学性能及各种工艺性能关
系的研究,选用了Mo为主强化
元素,形成M02C,发挥其强烈的
二次硬化特点,达到很高的二次
硬化峰值。以获得超高强度和热
强性能,而且添加量少;选用Cr
为调整元素。Cr进入M02C中形
成(MoCr)C。既降低了M02C的
硬化峰值,又改善了钢的韧性,同
时降低了析出温度,提高钢的二
次硬化峰前硬度,拓宽钢的可回
火温度范围等。结果添加的合金
元素总量仅约4.5%,成为低合金
钢。与H11钢相比,38Cr2M02VA
钢的合金元素降低约4()%。这对
舍金设计来说是1项重大突破。
38Cr2M02VA钢的抗拉强度达到
1800 MPa以上,韧性、中温性能、
疲劳性能都优于H11钢的,解决
了某型飞机后机身超温、超重的
选材问题。研究中还做出了1种
角钢,其强度达到1800 MPa,在中
国也是第1次。中国首次实现了
飞机后机身构件超高强度的设计
目标。38Cr2M02VA钢获得了国
家发明三等奖。这是我们(北京航
空材料研究院)与本溪钢厂、鞍山
钢铁公司、成都飞机设计研究所、
成都飞机制造公司等单位的合作
研究成果,也是这几个单位的合
作伙伴们共同的劳动成果。
3.有人说,所有“中国制造”的飞机
的起落架都是您所研制的3(X)M
钢制造的。请您说说以300M钢
为代表的超高强度钢的研制应用
情况?
赵院士:300M钢于1979年
立项研制。原来歼八飞机起落架
用的是超高强度钢GC一4,也是
北京航空材料研究院研制的,于
1958年开始研制,1965年开始用
于歼八飞机,其间曾用作强五等
飞机起落架的制造。GC-4钢的
抗拉强度达到1900 MPa,强度高
可以减重,但会出现很多新的问
题。歼八飞机起落架是中国自行
设计的,采用了先进的设计技术,
和前苏联设计的歼七飞机起落架
不大一样,你可以看到歼八飞机
的“腿”很细。起落架构件截面尺
寸减小了,问题也随之而来。设计
寿命是3000飞行小时,但多次试
验都达不到寿命要求。在1990年
以前的20多年中,起落架试验没
有合格过。所以在飞机使用过程
万方数据
赵瑶业豫士∞谈
中,起落架寿命有时高一点,有时:
很低,问题比较多。课题组经常要:
到工厂去解决问题,包括材料问:
题、焊接问题和外场使用问题。当
时航空部科技局和材料处的领导:
感到起落架问题太多,这样下去:
总不是个办法,打算另外再找1
条出路。当时主要怀疑GC-4材一
料不好,能不能再做1种新材料,:
如果将来GC一4材料真的不行:
了,就用新材料代替。研究什么材:
料呢?当时美国的起落架都是:
300M钢制造,寿命很长。于是决:
定仿制美国300M钢,于1979年:
12月31日立项。由北京航空材料·
研究院任组长单位,抚顺钢厂、沈:
阳飞机设计研究所、沈阳飞机制:
造公司参加。那时我没参加这个:
课题组。到1983年,尽管花费了:
很多力气,做了很多试验,所研制:
的钢仍然没有达到美国标准的要:
求。此时,由于课题负责人出国进:
修,领导决定由我来继续主持这一
个项目的研究。
1984年重新组建了课题组,:
包括沈阳飞机设计研究所、成都:
飞机设计研究所、成都飞机制造:
公司、沈阳飞机制造公司、北京钢:
铁研究总院、抚顺钢厂。由于已经:
做过2种钢的研究,对超高强度:
钢比较熟悉。接手之后,我把以前:
的研究情况、美国标准等作了一:
些调查研究,购买了少量美国材:
料进行试验分析。在此基础上,提:
出了“提纯原材料、降低硫含量”:
“VIM+VAR熔炼”、“镦一拔开:
坯”的工艺路线,将硫含量降至:
0.003%以下,锻比达到10以上。:
课题组接受了这个方案。于是,在t
抚顺钢厂开始进行试验研究提纯:
原材料工艺,大约花了半年多时:
问,提纯后硫含量接近了美国
300M钢的水平。提纯原材料的问
题解决以后,开始上大炉熔炼。1
次就炼了2个6吨的大炉。钢锭
经2次镦粗—拔长开坯。制成了
直径为300 nlnl的棒材,均达到了
美国标准AMS6417B的要求。由
于一次试验取得成功,大家都很
高兴,1985年初,又连续炼了几
炉,也都达到了美国标准的要求。
与美国实物相比没有太大的区
别。我们走出了1条中国自己发
展飞机起落架超高强度钢的道
路,中国的飞机起落架用超高强
度钢从此走上了双真空高纯熔炼
之路。按照这条技术道路走。直到
现在300M钢都没有报废过。
后来研制的AFl410、
Aermetl00等超高强度钢都沿用:
了这条技术道路。也就是说。就飞:
机起落架用钢而言。美国人能做:
到的,我们也基本能做到。
但是起落架的长寿命不全是一
材料的功劳。甚至说主要不是材:
料的功劳。但材料毕竟是基础,从:
材料到构件,中问还加了一些环:
节:图纸要设计,不能说起落架的:
寿命和设计没有关系;还有制造,:
也不能说寿命与制造没有关系。:
为了实现起落架长寿命,主要花:
工夫做了300M钢的应用研究和·
制造技术研究。直到1996年花了
10牟的时间才掌握抗疲劳应用和:
制造技术,创新了10多种先进工:
艺,建立了技术体系,包括整体制:
坯、真空淬火、机械加工、表层组:
织再造改性、表面完整复合防护、:
细节设计等。这些技术用于国产:
300M钢制造歼八飞机起落架,疲·
劳试验寿命达到3000飞行小时,:
接着达到5000飞行小时不失效。:
己/3
为了加速试验,增载30%后。又做
了1000 h,总计寿命达到6000飞
行小时(54000次起落)后仍未失
效而停试。达到了歼八飞机起落
架设计寿命(3000飞行小时),也
达到了美国F15、F16飞机起落架
设计寿命(5000飞行小时)!尽管
我们不知道美国起落架的制造工
艺。但是美国起落架能实现的长
寿命我们也能实现。一系列抗疲
劳应用和制造技术使中国飞机起
落架实现了长寿命。可见,决定起
落架疲劳寿命的主要原因在于应
用和制造技术。300M钢的应用研
究使中国走出了1务实现长寿命
起落架的道路.中国飞机起落架
从此走上了长寿命、高可靠性之
路。至今歼八飞机起落架外场使
用已达18年之久,未出现过故
障。这些技术推广应用到其它飞
机起落架上.也实现了长寿命。
300M钢的应用研究项目获得了
国家科技进步一等奖。我从始至
终做完了这个项目,参加的单位
很多,包括机械部、冶金部、航空
部的厂、所、院、校等12个。直接
参研的技术人员有100多人。这
是1个从材料研制到应用研究全
过程很完整的研究项目,是1个
集体劳动的结晶、集体的荣誉、国
家的荣耀。
4.长寿命轴承齿轮在国外的发展
情况如何?中国在该方面的研究
应走怎样的道路?
赵院士:航空传动齿轮、主轴
承都是飞机、发动机的关键构件。
美国人很重视轴承齿轮钢的研
究,如今已经发展了3代,包括
AISl52100、M50NiL、CSS-42L等。
为了实现发动机主轴承长寿命,
从20世纪50年代开始研究双真
空熔炼、表层硬化、表面完整性制
造、表层改性等技术,实现了
30000 h长寿命主轴承,满足了发
动机的使用要求。接着又研制出
长寿命传动齿轮。军用直升机主
减速器TBO>,4500 h,民用直升机
主减速器TBO>,6000 h。航空发动
机主轴承主要用M50、M50NiL
钢制造,耐温可达350 oC,满足了
军机、民机的使用寿命要求。超高
强度不锈轴承齿轮钢CSS-42L
耐温可达500 oC,制造的轴承已
过去中国没有把轴承齿轮钢
当成重点去研究发展。但航空发
动机主轴承、直升机传动齿轮已
成为飞机、发动机发展的重要制
约因素。1985年,由于主轴承寿命
不能保证,制约了某型发动机200
h定寿。1986年,我曾写了1份关
于轴承钢的论证报告,建议尽快
立项研制M50NiL轴承齿轮钢;
2001年宝钢制订了M50NiL钢的
标准。在10多年前,我和研究生
们开始探索研究超高强度不锈轴
MPa,并兼有高韧性。探索研究的
表层硬化方法,可使表面硬度
HRC达到70以上,并获得国家
发明专利。但由于各方面都未得
到足够支持,以致进展缓慢。但我
想,有过去300M钢的高纯熔炼
经验和长寿命起落架的经验,中
国一定会做出长寿命的主轴承和
传动齿轮。
(采访、整理、编辑:李华文
张宝玲陈磊)1.据报道,您在20世纪70年代,
曾成功研制了运八飞机的wj6发
动机压气机材料。请您介绍一下
当时的研制情况,以及该材料在
后来的发展应用?
赵院士:我是20世纪60年
代开始进行不锈钢研究的,是我
刚参加工作时做的第1个项目。
这个项目的负责人是我的师傅李
文澜先生,我是主要的完成人,从
材料的研制到装机使用的全过程
我都参与了。那时候中国正好研
制聊7发动机,发动机的压气机
叶片和盘都是用3 M961
(1CrllNi2W2MoVA)不锈钢做
的。前苏联发来1份标准,要求该
钢的抗拉强度达到1200 MPa以
上.但是3 H961钢达不到这一
指标。我们便于1962年初立项,
开始独立研制新材料GX一8
(1Crl2Ni2WMoVNbA)。在我们
研制过程中,又收到前苏联的1
个技术条件,说原来给我们的那
个标准更改是错误的。于是,
GX一8钢变为研制耐温更高的不
锈钢。用以制造下一代发动机压
气机叶片和盘。1964年,该材料的
试验研究完成。GX8钢的特点是:
添加高量钼,提高了冲击韧性;添
加Nb提高了耐热性:抗拉强度、
耐热性和耐腐蚀性等都明显比
3 M961钢的高。接着,到抚顺钢
赵振业院士访谈
厂做大炉试制,1965年完成了大:
炉料全面性能试验;然后在沈阳:
黎明航空发动机厂和沈阳飞机设:
计研究所进行聊7发动机高压:
压气杌第1级叶片和盘制造,经:
200 h长期试车,没有出现任何问:
题。1966年中国开始研制新的发:
动机,选用了这个材料做叶片和:
盘。该发动机的转子叶片和盘、静:
子叶片、轴颈等,整个高压压气机!
全用这个材料制造。课题组成员:
到钢厂跟产试制材料,到中国南
方动力机械公司跟产进行了某型:
发动机试制。
1970年,中国在中国南方动:
力机械公司开始研制wj6发动:
机。wj6发动机压气机转子叶片
和盘,静子叶片、轴颈等也都采用:
这个材料制造。我又到那里跟产:
试制发动机零件。1972年,完成了
wj6发动机长期试车。1973年春:
节前,通过了wj6发动机材料鉴:
定。2005年,中国南方动力机械公-
司给我的统计数据表明,wj6发:
动机除用作飞机动力装置外.在:
发电、矿井除气等方面均有应用,
大概有七八种用途。在役的几百:
台发动机没有发生过故障。另外,:
wj6发动机已经走完了第1个:
3000 h寿命期,已进入第2个寿:
命期,超过了5000 h,现在可能已:
用到第3个寿命期了。wj6发动:
机是中国研制的发动机中寿命最:
1
长的。GX一8钢也经受了长期使
用的考验。
GX-8属于12%铬型马氏体
不锈钢。在那个年代,12%铬型马
氏体不锈钢在全世界都用于制造
航空发动机压气机的叶片和盘。
耐温可达550 oC,强度高,是典型
的压气机叶片和盘用材料。
西方国家与前苏联的合金设
计思路不同。西方人追求耐热性。
高耐热性的材料牌号比较多,如
英国斯贝发动机和美国研制的发
动机压气机都采用这类钢;而前
苏联要求材料具有更高的冲击韧
性。3 M961钢研制成功后,在前
苏联的发动机上广泛应用。
3 M961钢中加了镍,提高了冲击
韧性。我们把西方国家和前苏联2
种设计思路揉到一起,在3 H961
钢的基础上提高了其耐热性,所
以GX-8钢的综合性能比
3 H961钢和西方国家的钢都要
好。GX-8钢在所有12%铬型马氏
体不锈钢中具有较高的水平和地
位,所以获得了国家发明奖和
1978年全国科学大会奖状。
2.中国是迄今世界唯一研制成功
中温超高强度结构钢的国家.这
非常让中国人感到自豪!请问:中
温超高强度结构钢的性能特点如
何?应用在哪些方面?
赵院士:1975年中国开始设
计高速飞机。飞机速度高了之后,
其表面驻点温度就提高了,后机
身装有发动机,2种热综合作用,
使飞机后机身温度升高,所以要
求承力件耐高温。当时咱们国家
用的30CrMnSiA钢的回火温度
高,但强度低;超高强度钢
30CrMnSiNi2A的强度达到1700
MPa,但回火温度低。这2种钢都
不能用于后机身构件。另外,在飞
机设计中,后机身的质量总是偏
高,需要在前机身加个配重来维
持飞机的质量平衡。这样就再次
增加了飞机的质量。这就出现了
后机身超温超重的选材问题,需
要研制1种新的超高强度耐温材
料。恰好当时我们研究室有1个
课题,叫做“中温超高强度钢
GC-19研究”,这个课题是为将来
高马赫数飞机构件研制耐温超高
强度钢。新飞机设计选用了这种
材料。这个课题是1968年开始立
项的,但是由于各种各样的原因,
8年来始终没有研制成功。为解决
新飞机后机身超温超重问题,急
需研制成功中温超高强度钢
GC-19。1975年底,我奉命接手负
责了这个课题。当时国外也没有
中温超高强度钢,美国用的是热
作模具钢H11。H11钢热强性比
较高,抗拉强度达到1800 MPa以
上,国内也在仿制这种钢。当时我
觉得Hll不是结构钢,冲击韧性
很低,不适宜做承力构件,决定自
己研制1种中温超高强度钢,于
是,从1976年开始重新研制中温
超高强度钢GC-19。大约七八年
后,中国高速飞机研制中途停掉
了。恰好当时中国又要仿制另1
种飞机,其后机身温度达到305
℃,于是,中温超高强度钢的应用
方向转移到这种飞机上来。由于
世界上没有中温超高强度钢,研
究工作都是从头做起。研究内容包
括应用基础理论、合金研制、应用研
究、工程化生产以及零件试制。到
1985年,用了差不多10年时间完
成了研究全过程。由于做了很多试
验研究,所以装机使用后没有出现
过什么问题。到2005年,成都飞机
制造公司已生产了50架这种飞机,
至今在生产、使用中没有出现过任
何问题。中国第1种航空中温超高
强度钢GC-19(38Cr2M02VA)经
受了生产、使用的考验。
中温超高强度钢
38Cr2M02VA在合金设计上是个
突破。在钢的设计方面,如果钢中
添加的合金元素在5%以下,称为
低合金钢;添加的合金元素为5%
~10%的称为中合金钢;添加的
合金元素超过10%的称为高合金
钢。Hll和其它耐中温钢的合金
元素含量都在5%以上。
38Cr2M02VA钢成分设计时做了
大量有关选择合金元素、二次硬
化、力学性能及各种工艺性能关
系的研究,选用了Mo为主强化
元素,形成M02C,发挥其强烈的
二次硬化特点,达到很高的二次
硬化峰值。以获得超高强度和热
强性能,而且添加量少;选用Cr
为调整元素。Cr进入M02C中形
成(MoCr)C。既降低了M02C的
硬化峰值,又改善了钢的韧性,同
时降低了析出温度,提高钢的二
次硬化峰前硬度,拓宽钢的可回
火温度范围等。结果添加的合金
元素总量仅约4.5%,成为低合金
钢。与H11钢相比,38Cr2M02VA
钢的合金元素降低约4()%。这对
舍金设计来说是1项重大突破。
38Cr2M02VA钢的抗拉强度达到
1800 MPa以上,韧性、中温性能、
疲劳性能都优于H11钢的,解决
了某型飞机后机身超温、超重的
选材问题。研究中还做出了1种
角钢,其强度达到1800 MPa,在中
国也是第1次。中国首次实现了
飞机后机身构件超高强度的设计
目标。38Cr2M02VA钢获得了国
家发明三等奖。这是我们(北京航
空材料研究院)与本溪钢厂、鞍山
钢铁公司、成都飞机设计研究所、
成都飞机制造公司等单位的合作
研究成果,也是这几个单位的合
作伙伴们共同的劳动成果。
3.有人说,所有“中国制造”的飞机
的起落架都是您所研制的3(X)M
钢制造的。请您说说以300M钢
为代表的超高强度钢的研制应用
情况?
赵院士:300M钢于1979年
立项研制。原来歼八飞机起落架
用的是超高强度钢GC一4,也是
北京航空材料研究院研制的,于
1958年开始研制,1965年开始用
于歼八飞机,其间曾用作强五等
飞机起落架的制造。GC-4钢的
抗拉强度达到1900 MPa,强度高
可以减重,但会出现很多新的问
题。歼八飞机起落架是中国自行
设计的,采用了先进的设计技术,
和前苏联设计的歼七飞机起落架
不大一样,你可以看到歼八飞机
的“腿”很细。起落架构件截面尺
寸减小了,问题也随之而来。设计
寿命是3000飞行小时,但多次试
验都达不到寿命要求。在1990年
以前的20多年中,起落架试验没
有合格过。所以在飞机使用过程
万方数据
赵瑶业豫士∞谈
中,起落架寿命有时高一点,有时:
很低,问题比较多。课题组经常要:
到工厂去解决问题,包括材料问:
题、焊接问题和外场使用问题。当
时航空部科技局和材料处的领导:
感到起落架问题太多,这样下去:
总不是个办法,打算另外再找1
条出路。当时主要怀疑GC-4材一
料不好,能不能再做1种新材料,:
如果将来GC一4材料真的不行:
了,就用新材料代替。研究什么材:
料呢?当时美国的起落架都是:
300M钢制造,寿命很长。于是决:
定仿制美国300M钢,于1979年:
12月31日立项。由北京航空材料·
研究院任组长单位,抚顺钢厂、沈:
阳飞机设计研究所、沈阳飞机制:
造公司参加。那时我没参加这个:
课题组。到1983年,尽管花费了:
很多力气,做了很多试验,所研制:
的钢仍然没有达到美国标准的要:
求。此时,由于课题负责人出国进:
修,领导决定由我来继续主持这一
个项目的研究。
1984年重新组建了课题组,:
包括沈阳飞机设计研究所、成都:
飞机设计研究所、成都飞机制造:
公司、沈阳飞机制造公司、北京钢:
铁研究总院、抚顺钢厂。由于已经:
做过2种钢的研究,对超高强度:
钢比较熟悉。接手之后,我把以前:
的研究情况、美国标准等作了一:
些调查研究,购买了少量美国材:
料进行试验分析。在此基础上,提:
出了“提纯原材料、降低硫含量”:
“VIM+VAR熔炼”、“镦一拔开:
坯”的工艺路线,将硫含量降至:
0.003%以下,锻比达到10以上。:
课题组接受了这个方案。于是,在t
抚顺钢厂开始进行试验研究提纯:
原材料工艺,大约花了半年多时:
问,提纯后硫含量接近了美国
300M钢的水平。提纯原材料的问
题解决以后,开始上大炉熔炼。1
次就炼了2个6吨的大炉。钢锭
经2次镦粗—拔长开坯。制成了
直径为300 nlnl的棒材,均达到了
美国标准AMS6417B的要求。由
于一次试验取得成功,大家都很
高兴,1985年初,又连续炼了几
炉,也都达到了美国标准的要求。
与美国实物相比没有太大的区
别。我们走出了1条中国自己发
展飞机起落架超高强度钢的道
路,中国的飞机起落架用超高强
度钢从此走上了双真空高纯熔炼
之路。按照这条技术道路走。直到
现在300M钢都没有报废过。
后来研制的AFl410、
Aermetl00等超高强度钢都沿用:
了这条技术道路。也就是说。就飞:
机起落架用钢而言。美国人能做:
到的,我们也基本能做到。
但是起落架的长寿命不全是一
材料的功劳。甚至说主要不是材:
料的功劳。但材料毕竟是基础,从:
材料到构件,中问还加了一些环:
节:图纸要设计,不能说起落架的:
寿命和设计没有关系;还有制造,:
也不能说寿命与制造没有关系。:
为了实现起落架长寿命,主要花:
工夫做了300M钢的应用研究和·
制造技术研究。直到1996年花了
10牟的时间才掌握抗疲劳应用和:
制造技术,创新了10多种先进工:
艺,建立了技术体系,包括整体制:
坯、真空淬火、机械加工、表层组:
织再造改性、表面完整复合防护、:
细节设计等。这些技术用于国产:
300M钢制造歼八飞机起落架,疲·
劳试验寿命达到3000飞行小时,:
接着达到5000飞行小时不失效。:
己/3
为了加速试验,增载30%后。又做
了1000 h,总计寿命达到6000飞
行小时(54000次起落)后仍未失
效而停试。达到了歼八飞机起落
架设计寿命(3000飞行小时),也
达到了美国F15、F16飞机起落架
设计寿命(5000飞行小时)!尽管
我们不知道美国起落架的制造工
艺。但是美国起落架能实现的长
寿命我们也能实现。一系列抗疲
劳应用和制造技术使中国飞机起
落架实现了长寿命。可见,决定起
落架疲劳寿命的主要原因在于应
用和制造技术。300M钢的应用研
究使中国走出了1务实现长寿命
起落架的道路.中国飞机起落架
从此走上了长寿命、高可靠性之
路。至今歼八飞机起落架外场使
用已达18年之久,未出现过故
障。这些技术推广应用到其它飞
机起落架上.也实现了长寿命。
300M钢的应用研究项目获得了
国家科技进步一等奖。我从始至
终做完了这个项目,参加的单位
很多,包括机械部、冶金部、航空
部的厂、所、院、校等12个。直接
参研的技术人员有100多人。这
是1个从材料研制到应用研究全
过程很完整的研究项目,是1个
集体劳动的结晶、集体的荣誉、国
家的荣耀。
4.长寿命轴承齿轮在国外的发展
情况如何?中国在该方面的研究
应走怎样的道路?
赵院士:航空传动齿轮、主轴
承都是飞机、发动机的关键构件。
美国人很重视轴承齿轮钢的研
究,如今已经发展了3代,包括
AISl52100、M50NiL、CSS-42L等。
为了实现发动机主轴承长寿命,
从20世纪50年代开始研究双真
空熔炼、表层硬化、表面完整性制
造、表层改性等技术,实现了
30000 h长寿命主轴承,满足了发
动机的使用要求。接着又研制出
长寿命传动齿轮。军用直升机主
减速器TBO>,4500 h,民用直升机
主减速器TBO>,6000 h。航空发动
机主轴承主要用M50、M50NiL
钢制造,耐温可达350 oC,满足了
军机、民机的使用寿命要求。超高
强度不锈轴承齿轮钢CSS-42L
耐温可达500 oC,制造的轴承已
过去中国没有把轴承齿轮钢
当成重点去研究发展。但航空发
动机主轴承、直升机传动齿轮已
成为飞机、发动机发展的重要制
约因素。1985年,由于主轴承寿命
不能保证,制约了某型发动机200
h定寿。1986年,我曾写了1份关
于轴承钢的论证报告,建议尽快
立项研制M50NiL轴承齿轮钢;
2001年宝钢制订了M50NiL钢的
标准。在10多年前,我和研究生
们开始探索研究超高强度不锈轴
MPa,并兼有高韧性。探索研究的
表层硬化方法,可使表面硬度
HRC达到70以上,并获得国家
发明专利。但由于各方面都未得
到足够支持,以致进展缓慢。但我
想,有过去300M钢的高纯熔炼
经验和长寿命起落架的经验,中
国一定会做出长寿命的主轴承和
传动齿轮。
(采访、整理、编辑:李华文
张宝玲陈磊)
j10 截止05年生产50架?
就飞机起落架用钢而言。美国人能做到的,我们也基本能做到。