“中國高溫合金之父”師昌緒：為祖國做出貢獻，是人生第一要義

近兩年，以美國為首的西方國家對中國高科技領域公司和科研機構進行了無情打壓和圍剿，并有愈演愈烈的趨勢，其險惡用心昭然若揭。其實，新中國成立以來，西方國家一直對我國進行技術封鎖，特別是上世紀90年代以來，西方對我國的技術封鎖一直沒有停歇，但是中國人并沒有退縮。中國人有一股子擰勁，就是你越是對中國封鎖和打壓，中國人就越是憋著勁要超越你。回顧新中國成立以來，我們在西方國家技術封鎖下，自主研發(fā)的一項項高端科研成果便可知曉。本期雜志帶您回顧中國著名材料科學家?guī)煵w，領略老一輩科學家在科學領域艱苦奮斗和越挫越勇的精神。

師昌緒，國外同行稱為“中國高溫合金之父”，因為他，這一涉及航空航天軍事領域的核心材料在我國從無到有，并擺脫國外掣肘；也是他，一輩子和各種各樣的材料打交道，在高溫合金、合金鋼等領域為中國創(chuàng)造了多項第一。

青年立下報國之志

1918年11月15日，師昌緒出生在河北保定。他的父親是清末秀才，以教書為業(yè)，母親出身于官宦之家。師昌緒從小老實善良，“因為又邋遢，又聽話，又沒脾氣”，師昌緒成為叔伯兄弟十二人中最“沒出息”的一個。但是師昌緒在學習上肯下功夫，因此功課特別好。1934年，他以優(yōu)異的成績考進了當時著名的保定師范學校，準備畢業(yè)后當老師。然而，平靜的日子沒過多久，1937年，抗日戰(zhàn)爭全面爆發(fā)，這也改變了師昌緒的人生軌跡。

日本侵華的慘痛經歷，讓他倍感屈辱，他回憶說，要想中國不被欺負，就得強盛起來，怎么強盛啊，所以只能是開礦、煉鋼、修鐵路。因此他選擇讀高中，畢業(yè)時懷著實業(yè)救國的理想，就近報考了陜西的國立西北工業(yè)學院礦冶系。

在上學期間，師昌緒被稱作“書蟲”，既不打球，也不玩牌，從不午休，也很少有周末。他每天學習到深夜，凌晨兩三點又起床學習。1946年，師昌緒考取自費留學的資格，去美國密蘇里礦冶學院開始了留學生活。不到一年時間，他就以全A的成績獲碩士學位，接著又申請到歐特丹大學的獎學金繼續(xù)攻讀博士學位。期間，他在研究中發(fā)現的兩種化合物，如今成為重要的光電子半導體材料。

師昌緒本打算讀完博士立即回國效力。然而，1951年，師昌緒和錢學森等35人成為美國明令禁止回到“紅色中國”的學者。

師昌緒只好先在美國就業(yè)。麻省理工學院向他拋出橄欖枝，他加入了著名科學家科恩的團隊。1953年夏，師昌緒把中國留學生聚在一起商量爭取回國的對策，并向周恩來總理寫了求助信。1954年5月，在日內瓦國際會議上，這封信成為中國抗議美國政府無理扣壓中國留學生回國的重要依據。緊接著，師昌緒等中國留學生又集體寫了一封致美國總統(tǒng)的公開信，自費印刷了2000份，再由他和另兩位留學生秘密分發(fā)。后來他才知道，他的大幅照片竟被《波士頓環(huán)球報》印在了頭版頭條，一時成為“名人”。

科恩從報紙上得知師昌緒想回國，便詢問緣由。師昌緒回答：“我是中國人，應該回去幫助建設中國。像我這樣的人在美國比比皆是，但現在中國很落后，需要我這樣的人。”科恩聽后非常感動，還做了一些有助于他回國的事。在抗爭了三年后，師昌緒終于坐上了回國的客輪。

以平生所學貢獻祖國

1955年6月，剛從美國回來的師昌緒來到位于沈陽的中科院金屬研究所。到金屬所后，他被指定為鞍鋼工作組的負責人，由物理冶金理論研究，轉向煉鋼、軋鋼工藝開發(fā)。

從1957年起師昌緒一方面帶領金屬所小分隊常駐撫順鋼廠，參加由冶金部主持的航空發(fā)動機的關鍵材料——高溫合金聯合攻關活動，同鋼鐵研究院、航空材料所有關人員一道，解決了中國最早試制開發(fā)的高溫合金的質量問題，接著又對其他高溫合金展開試制工作。另一方面，在所內進行一系列研究與開發(fā)工作，利用金屬所1957年進口的真空感應爐，在中國率先進行鑄造高溫合金的研究。1958年，他與姚漢武開發(fā)的不含鎳的奧氏體耐蝕鋼，用在尿素工業(yè)設備上，具有優(yōu)異的抗腐蝕性，經中小型尿素廠推廣后獲得好評。為了研究這種鋼在尿素生產過程中，在缺氧條件下仍然具有優(yōu)異耐蝕性機理，他們設計制造了一套在線測試電化學的精密裝置，安裝在南京化肥廠，并探明了耐腐蝕的原因。師昌緒多次在現場解決冶煉、熱加工等問題，為鉻錳氮鋼的研制和生產打下了良好基礎。師昌緒與李有柯等還開發(fā)了鉻錳氮系耐熱鋼和無磁鉻錳氮系高強度不銹鋼，前者用于工業(yè)爐，后者用作潛艇桅桿。

此外，在他的主持下，1959年又研制出一種不含鈷而其性能達到國際水平的鎳基鑄造渦輪葉片高溫合金。鎳、鉻是高溫合金及合金鋼常用的金屬元素，當時中國稀缺，國外對中國進口實行禁運政策，使得中國在發(fā)展高溫合金及合金鋼等關鍵材料方面十分艱難。針對這種情況，師昌緒提出了“以鐵基代鎳基高溫合金及發(fā)展不含或少含鎳鉻的合金鋼”的倡議。他利用中國豐富的稀土資源，開展了“稀土在鎳基高溫合金中的作用”的研究，并與撫順鋼廠合作率先開發(fā)了一種鐵基高溫合金，這種合金的屈服強度高，并可在700℃高溫下長期工作，處于當時國際先進水平，代替了用量很大的鎳基合金，作為航空發(fā)動機的關鍵部件——渦輪盤投入批量生產，裝備了數以千計的發(fā)動機，在發(fā)展中國鐵基高溫合金的冶煉、壓力加工、拉削與切削等工藝上作出了重要貢獻。

師昌緒似乎有使不完的勁兒，吃飯時看書記筆記，睡覺時身邊也放著圖紙和筆，他的專業(yè)技能和服務精神受到大家的尊敬，被人們親切地稱為能夠妙手回春的“材料醫(yī)生”。

20世紀60年代初發(fā)生了一起飛機墜機事故，分析原因認為是軸承中混有空心滾珠造成的，從而導致數百架飛機不敢起飛，成為當時的“無頭案”。根據現場勘查和測算，師昌緒指出滾珠是受到高速擠壓局部融化而失效的，而引起上述現象是由冷卻油不潔凈所致。為此，只要加強油的過濾就可把問題解決。廠方接受了他的處理方案，使得大批飛機得以重上藍天。還有一次，航空發(fā)電機廠因故要報廢數以千計的渦輪盤，工廠請求金屬所協助處理，當時師昌緒剛回到工作單位，而他毫不猶豫地接受了這項風險高的任務。他與同事經過計算與分析，將已報廢的渦輪盤根據他們制訂的暫行標準，逐個篩選，使多數渦輪盤又投入使用。哪里有需要，哪里就有師昌緒的身影，“隨叫隨到”，又能解決問題，他被人們親切地稱為能夠妙手回春的“材料醫(yī)生”。此外，師昌緒十分重視研究材料在使用中發(fā)生的問題。他研究的高溫合金包套擠壓工藝，為中國變形高溫合金的加工工藝研究探索了道路。他研究的噴丸再結晶處理，使航空發(fā)動機廠數千片葉片免于因晶粒度不均勻而報廢。在他指導下，金屬所建立了低周疲勞、周期持久、振動載荷持久、有平均應力的疲勞等項測試技術，為高溫合金在接近使用條件下的力學性能的測試開辟了新領域。

肯下硬骨頭為國解憂

更難啃的骨頭在后面。1964年，中國的新型戰(zhàn)斗機設計出來了，就差發(fā)動機用的耐高溫高壓渦輪葉片。當時這種高溫合金的鑄造空心渦輪葉片全世界只有美國才有。英國也在研究該項技術，但一直沒有實際應用。時任航空科學院的副總工程師榮科提出，中國要自主研制這種空心渦輪葉片，這在業(yè)內引起了很大的爭論，認為這幾乎是不可能完成的任務。于是榮科找到了師昌緒，問他能不能牽頭搞空心葉片，他當時任中科院金屬研究所高溫合金研究組負責人。

“我也沒見過空心葉片，也不知道怎么做。”師昌緒回憶說，“但我當時就想，美國人做出來了，我們怎么做不出來？中國人不比美國人笨，只要肯做，就一定能做出來。”

第二天，他與時任金屬所所長的李薰先生決定接受這個任務。榮科聽到這一消息自然高興，但同時也“提醒”師昌緒：我可是立了軍令狀的。師昌緒一笑：咱們就共同承擔吧。

由師昌緒掛帥，從金屬所的相關研究室挑選了“一百單八將”，成立了專門的項目組。他們采納了榮科“設計—材料—制造一體化”的建議，與發(fā)動機設計和制造廠等合力攻關。僅用了1年的時間，就攻克了型芯定位、造型、脫芯、合金質量控制等一系列的難關，于1965年做出了我國第一片鑄造鎳基高溫合金空心渦輪葉片，第二年11月正式投產。這使我國成為繼美國之后世界上第二個成功地采用了精鑄氣冷渦輪葉片的國家，僅比美國晚了5年的時間。迄今為止，這種空心渦輪葉片裝備了我國很多戰(zhàn)機發(fā)動機。

后來，國家決定把空心葉片的生產轉移到遠在貴州的一個工廠，航空部點名師昌緒帶隊到生產第一線，幫助解決生產中的技術難題。當時從沈陽到貴陽要坐48個小時的悶罐火車，路上連喝的水都沒有。工廠的條件極為艱苦，一日三餐吃的都是發(fā)霉的大米和紅薯干，以至于廠里的總工程師過意不去，利用星期天到集市上買來白面，給科研人員蒸饃改善生活。師昌緒他們日夜在車間里鏖戰(zhàn)。經過幾個月的努力，他們終于克服了實際生產中的技術難關，生產的數十萬個葉片沒出過質量問題。

科學家要具備戰(zhàn)略思維和戰(zhàn)略眼光

師昌緒常說自己是個愛管閑事的人，但他管的所謂“閑事”，卻都是關乎于國家發(fā)展方向的大事。1992年，他和幾位老科學家一起，上書黨中央國務院，倡導成立中國工程院。1994年，他主持了我國大飛機項目的論證，為先上支線飛機的決策提供了重要依據。

那時存在先研究大客機還是大運輸機的分歧，師昌緒提出來先研究大運輸機，因為這對推進中國經濟和國防現代化建設，應對搶險救災、人道主義救援等緊急情況，提高空軍戰(zhàn)略投送能力和中國軍隊履行使命任務能力，具有重要意義。

很多人認為他只是一個技術方面的專家，但他經常在做一些戰(zhàn)略方面的判斷。他卻說大政策上錯了就糟了，一個科學家要具備戰(zhàn)略思維和戰(zhàn)略眼光。

師昌緒在很多大事上的建議都體現出他作為一個戰(zhàn)略科學家的戰(zhàn)略眼光。在大飛機項目論證以后，師昌緒又提出研發(fā)大型模鍛壓機，讓飛機需要的大鍛件實現國產化。

師昌緒曾問設計人員，飛機需要的大鍛件怎么解決，得到的回答是與國外合作。師昌緒敏銳的察覺這是個問題，大運輸機涉及國防，這種東西立足在國外，將來肯定會被“卡脖子”。于是他就組織了一個專家論證組，對大型模鍛壓機的研究做論證，最后論證斷定可以做一個8萬噸的鍛壓機，這在當時是全世界第一，蘇聯有兩套是7.5萬噸。斷定結果出來后上報國務院，國務院又批給發(fā)改委，發(fā)改委有些負責人就覺得這個利用率太低，沒有效益。

師昌緒解釋說，國防不能講究經濟效益，中國將來要變成一個制造強國，什么是制造強國，強國的概念是別人不能做的我能做，大型模鍛壓機就是如此。

后來事實證明師昌緒的戰(zhàn)略思維是對的，歐洲人在得知我們在研究8萬噸的大型模鍛壓機后就想與我國合作。