強壯民族脊梁的“打鐵人”

飛行器減重20%以上，續(xù)航里程增加上千公里；艙體材料強度提升，潛水器可潛至700米……一項項科技創(chuàng)新成果不斷地刷新中國高度、中國速度、中國深度。

這些成果出自自嘲為“一個打鐵的”張治民之手。張治民，今年68歲，系“兵工七子”之一的中北大學(xué)材料科學(xué)與工程首席學(xué)科帶頭人、國防科技精密成形創(chuàng)新團隊帶頭人，“國家科技進步獎”二等獎、“何梁何利科技進步獎”等榮譽獲得者。

他扎根三晉大地42年，除了教學(xué)，便是與團隊鍛造大國重器。

讓裝備輕一點、再輕一點

高端裝備制造業(yè)，是科技創(chuàng)新的重要領(lǐng)域。

與一些發(fā)達國家相比，我國某些領(lǐng)域的高端裝備普遍偏重。然而，輕量化確是先進性的重要標(biāo)志之一。如何在保障或提升性能的前提下實現(xiàn)輕量化，成為我國制造業(yè)領(lǐng)域的科研工作者必須面對的挑戰(zhàn)。

在一場某重型車輛輕量化的會議上，張治民提出“以鋁代鋼”制造車輛傳動行動構(gòu)件的方案，直言“可以減重約400公斤”。“以鋁代鋼”制作車輪行得通嗎？強度能跟鋼媲美嗎？鋁無法焊接如何成形？……這一方案引發(fā)其他與會專家學(xué)者的質(zhì)疑。然而，張治民在一片質(zhì)疑聲中立下了“軍令狀”。

最終，他的整體成形方案，以“性能指標(biāo)全部合格”的樣品，證明了在傳動行動構(gòu)件上“以鋁代鋼”減重能超過60%。成形的高強鋁合金薄板高筋構(gòu)件，抗沖擊性大幅提高，減重34%，解決了采用鈦合金焊接構(gòu)件減重但無法應(yīng)用的難題。該技術(shù)開創(chuàng)了鋁合金在高沖擊載荷下的應(yīng)用先河，在高端裝備輕量化方面具有劃時代的意義，也為鋁產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展開辟了新途徑。

面對成績，張治民并未就此止步，依然將“我們的裝備，還可以再輕一點！”作為自己的攻關(guān)方向。為此，他將目光投向鎂，投入鎂合金的均勻強韌化與應(yīng)用研究工作之中。

鎂合金是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，密度只有鋁的三分之二左右，是裝備輕量化的又一重要用材。可是，鎂好像“玉米面”，變形比較難。要想把鎂合金用好，就得讓它“長出筋來”。因此，張治民帶領(lǐng)團隊研發(fā)出國內(nèi)首個將直線運動與旋轉(zhuǎn)運動柔性組合的旋轉(zhuǎn)擠壓成形機，使“長筋”成為現(xiàn)實，讓構(gòu)件關(guān)鍵部位的承載能力提高1倍以上。從此，鎂合金被廣泛應(yīng)用于高端裝備制造，不僅減輕了自重，而且提升了強度。

“我國的汽車、高鐵，尤其是飛機、衛(wèi)星，這些裝備都迫切需要減輕重量。如果我們能把鎂合金大規(guī)模用起來，這將是中國的材料戰(zhàn)略發(fā)展的一大突破。”張治民對鎂合金的未來充滿期待。

鍛造精彩人生的“打鐵人”

“更強更韌更精 鍛造精彩人生”，貼在中北大學(xué)集成精密成形中心實驗車間的標(biāo)語，也是張治民的座右銘，更是對團隊的勉勵與期許。

盡管科研過程單調(diào)而乏味，但是肩負責(zé)任、牢記使命的張治民，帶領(lǐng)團隊披荊斬棘，勇攀科學(xué)高峰。

習(xí)近平總書記指出：“科技創(chuàng)新成為國際戰(zhàn)略博弈的主要戰(zhàn)場，圍繞科技制高點的競爭空前激烈。我們必須保持強烈的憂患意識，做好充分的思想準(zhǔn)備和工作準(zhǔn)備。”對此，張治民有著清醒的認識。“這是我和團隊的使命，老中青三代接力奮斗、厚積薄發(fā)，才能收獲累累碩果。”張治民說。

緣定一生的追求

親切、隨和、溫文爾雅，這是張治民留給很多人的印象。回首往事，這位年近七旬的科研工作者用“生逢其時”表達其對塑性成形這一科研事業(yè)的熱愛。

1982年1月，不到26歲的張治民從哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)，來到太原機械學(xué)院（中北大學(xué)前身）任教。一心想要回報家鄉(xiāng)的他，剛一回來，肩負為學(xué)校籌建塑性成形專業(yè)的重任，這也是我國原兵器工業(yè)部所屬院校中首個塑性成形專業(yè)。面對新的挑戰(zhàn)，張治民并未退卻，而是沉下心來，認真閱讀國內(nèi)外資料，走訪相關(guān)企業(yè)，逐漸摸清了塑性成形技術(shù)在國內(nèi)的現(xiàn)狀以及與發(fā)達國家之間的差距。從此，他開始了“緣定一生”的事業(yè)追求。

一條思路也在他的腦海中日益清晰起來：從解決企業(yè)實際問題出發(fā)，研發(fā)新技術(shù)，從中提煉科學(xué)問題，再上升到理論高度，豐富專業(yè)教學(xué)和指導(dǎo)科學(xué)研究。

張治民一直想改變鍛造行業(yè)“傻大黑粗”的現(xiàn)狀。去國外訪學(xué)之后，他更是堅定了一定要提高行業(yè)自動化水平和精細化程度的信念。

20世紀(jì)90年代，張治民回國后立即開展溫擠壓成形研究，這種加工方式可以明顯降低能耗、減少材料損耗、延長加工工具使用壽命，優(yōu)勢十分明顯。但是要把技術(shù)、工藝用于實際生產(chǎn)卻面臨諸多困難，從模具到設(shè)備都需要進行研發(fā)。經(jīng)過為期3年多的潛心研究和持續(xù)的硬件投入，他帶領(lǐng)團隊終于拿出了成熟的產(chǎn)品，使得溫擠壓成形從理論成為現(xiàn)實。

針對山西鋁鎂合金資源特色，應(yīng)用自主研制的VW93A和VW124A鎂合金材料，先后成形系列大型鎂合金薄壁高筋構(gòu)件，力學(xué)性能達到2A12鋁合金產(chǎn)品；研制出世界首臺大壓力大扭矩多向加載旋轉(zhuǎn)擠壓機，入選中國鍛協(xié)2022年度“十大事件”。

科研是一條單調(diào)而乏味的漫長道路。在過往的科研創(chuàng)新和技術(shù)攻關(guān)經(jīng)歷中，張治民和他的團隊遇到過不計其數(shù)的困難，也體驗過“山窮水盡、柳暗花明”的起伏與波折，但是“強國強軍”的責(zé)任和使命讓他們披荊斬棘堅持了下來。

榮譽等身，張治民從未自滿。他說：“不要羞于承認自己是個‘打鐵’的。我們只要認準(zhǔn)了目標(biāo)，不斷挑戰(zhàn)輕合金成形極限，挑戰(zhàn)裝備輕量化極限，就能為國家的國防建設(shè)和國民經(jīng)濟發(fā)展添磚加瓦。”