師昌緒
2011年08月12日 16:54 2610次瀏覽 來(lái)源: 中國(guó)稀土網(wǎng) 分類: 中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院院士
師昌緒,男,1920年11月生于直隸(今河北)徐水。著名金屬學(xué)及材料科學(xué)家,曾任中科院金屬研究所所長(zhǎng)、中科院技術(shù)科學(xué)部主任、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)副主任等,現(xiàn)為國(guó)家基金委特邀顧問(wèn)、金屬所名譽(yù)所長(zhǎng)、中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)、中國(guó)生物材料委員會(huì)名譽(yù)主席、國(guó)家科技圖書文獻(xiàn)中心理事長(zhǎng)、兩院資深院士聯(lián)誼會(huì)會(huì)長(zhǎng)等。1980年當(dāng)選中科院院士,1994年當(dāng)選中國(guó)工程院院士、副院長(zhǎng),1995年當(dāng)選第三世界科學(xué)院院士、院長(zhǎng)。第三、五、六屆全國(guó)人大代表,九三學(xué)社第七屆中央委員。榮獲2010年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。
1945年畢業(yè)于西北工學(xué)院礦冶系。1952年獲美國(guó)歐丹特大學(xué)冶金博士學(xué)位。1955年回國(guó)。歷任中國(guó)科學(xué)院金屬研究所研究員、副所長(zhǎng)、所長(zhǎng),中科院技術(shù)科學(xué)部委員、學(xué)部主任,國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)副主任。主要從事合金鋼、高溫合金及材料強(qiáng)度的研究工作。領(lǐng)導(dǎo)研制成功中國(guó)第一代鑄造多孔氣冷渦輪葉片,為中國(guó)航空工業(yè)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。2010年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者。
中國(guó)金屬學(xué)會(huì)理事及常務(wù)理事;中國(guó)材料科學(xué)學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、榮譽(yù)會(huì)員;中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng);中國(guó)生物材料委員會(huì)主席; 國(guó)家科技圖書文獻(xiàn)中心理事長(zhǎng);兩院資深院士聯(lián)誼會(huì)會(huì)長(zhǎng);國(guó)家科委冶金專業(yè)組、冶金材料專業(yè)組及材料學(xué)學(xué)科組的成員;國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及國(guó)家工程研究中心選拔和評(píng)估工作專家組組長(zhǎng);國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)及自然科學(xué)獎(jiǎng)評(píng)委;國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)副主任;《金屬學(xué)報(bào)》(中、英文版) 主編;《中國(guó)材料大辭典》主編;中國(guó)大百科全書《礦冶卷》編委會(huì)副主任; 中國(guó)大百科全書《材料科學(xué)技術(shù)卷》主編;“中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)”(C-MRS)的創(chuàng)始人之一;創(chuàng)建了包括27個(gè)有關(guān)學(xué)會(huì)的“中國(guó)材料聯(lián)合會(huì)”,并任第一任主席; 清華大學(xué)、東北工學(xué)院、北京科技大學(xué)、天津大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、北京理工大學(xué)及北方交大等七個(gè)大學(xué)的兼職教授或名譽(yù)教授;《能源材料》、《中國(guó)金屬科學(xué)與技術(shù)》 ( 英文版)、《中國(guó)科學(xué)基金》、《自然科學(xué)進(jìn)展》 (中英文版) 等刊物并任主編;
50年代后期,中國(guó)作出了高溫合金生產(chǎn)立足中國(guó)的決定。師昌緒作為金屬所高溫合金研究組的負(fù)責(zé)人,從1957年起一方面帶領(lǐng)金屬所小分隊(duì)常駐在撫順鋼廠,參加由冶金部主持的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵材料——高溫合金聯(lián)合攻關(guān)活動(dòng),同鋼鐵研究院、航空材料所有關(guān)人員一道,解決了中國(guó)最早試制開發(fā)的高溫合金GH30的質(zhì)量問(wèn)題,繼而對(duì)GH37、GH33、GH49、GH44等高溫合金展開了試制工作。另一方面,在所內(nèi)進(jìn)行一系列研究與開發(fā)工作,如利用金屬所1957年進(jìn)口的真空感應(yīng)爐,在中國(guó)率先進(jìn)行鑄造高溫合金的研究,并于1959年研制出一種不含鈷而其性能達(dá)到國(guó)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(dāng)時(shí)中國(guó)稀缺,國(guó)外對(duì)中國(guó)進(jìn)口實(shí)行禁運(yùn)政策,使得中國(guó)在發(fā)展高溫合金及高合金鋼等關(guān)鍵材料方面十分艱難。針對(duì)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(guó)擁有豐富資源的稀土元素,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-808(GH135),代替了用量很大的鎳基合金GH33,作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部件——渦輪盤,投入了批量生產(chǎn),裝備了數(shù)以千計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)。他還在發(fā)展中國(guó)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(xiàn)。同期,鋼鐵研究院、上海鋼研所及航空材料研究所也分別研制成功鐵基高溫合金GH130、GH302及GH140,其中GH140得到廣泛應(yīng)用。在師昌緒指導(dǎo)下,于60年代末金屬所又研制出一種用于渦輪盤的鐵基高溫合金761,該合金的屈服強(qiáng)度高,并可在700℃長(zhǎng)期工作,處于當(dāng)時(shí)國(guó)際先進(jìn)水平,現(xiàn)在為中國(guó)先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)所試用。
金屬所科研人員為“東風(fēng)13”發(fā)動(dòng)機(jī),開發(fā)一種比GH49 性能更高的變形合金539,但存在著變形困難、成材率低等問(wèn)題,師昌緒提出了包套擠壓工藝方案,即在合金錠的外面包一個(gè)低碳鋼外套,既可保溫,又可起到潤(rùn)滑作用。在三向應(yīng)力作用下,幾乎任何難變形的合金錠均可擠壓出棒材來(lái)。但由于50年代末,中國(guó)當(dāng)時(shí)所擁有的擠壓機(jī)能力太小,不可能提供出可應(yīng)用之材。后來(lái),這種包套工藝被擴(kuò)展到包套軋制工藝,因而為中國(guó)變形高溫合金的開發(fā)提供了新途徑。
1964年,金屬所接受了航空研究院副總工程師榮科提出的“設(shè)計(jì)——材料——制造一體化”方案建議,將金屬所、410 廠及六院二所組織在一起,通力合作研制出精密鑄造多孔氣冷渦輪葉片,使中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)性能提高一步。僅金屬所就組織了上百名科技人員一起攻關(guān),由師昌緒、胡壯麒“掛帥”。在研制過(guò)程中遇到許多技術(shù)難題,如型芯材料的選擇,因在近100毫米長(zhǎng)的葉身中,要均勻地排列粗細(xì)不等9個(gè)小孔,最細(xì)的直徑僅0.8毫米,而在側(cè)面進(jìn)氣口處還要有一個(gè)彎角。這種空心葉片比美國(guó)生產(chǎn)的那種從底部進(jìn)氣的短葉片型芯制作工藝要難得多。究竟采用何種材料制作型芯,他們查閱了許多資料也未解決。此時(shí),他們從一美國(guó)雜志上刊登的一幅出售不同規(guī)格的細(xì)石英管的廣告中得到啟示,決定采用石英管做型芯材料,取得了突破性進(jìn)展。此外,在型芯定位、造型、澆注、脫芯、壁厚測(cè)量以及斷芯的無(wú)損檢測(cè)方法上均作了細(xì)致的研究。僅用1年多時(shí)間,中國(guó)第一代鑄造多孔空心葉片在金屬所實(shí)驗(yàn)室誕生了。經(jīng)過(guò)“吹風(fēng)”試驗(yàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)廠試車,證實(shí)了空心葉片比實(shí)心葉片的表面溫度降低了100℃以上,滿足了設(shè)計(jì)要求。接著,師昌緒等又解決了生產(chǎn)中的成品率及合金質(zhì)量等問(wèn)題,10年后,國(guó)家把空心葉片生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到貴州基地,三機(jī)部仍點(diǎn)名由師昌緒帶隊(duì),為其解決技術(shù)問(wèn)題。當(dāng)時(shí)貴州基地生活清苦,師昌緒全然不計(jì)較,日夜工作在車間里,分析技術(shù)難點(diǎn)、制訂操作規(guī)程與建立檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。由于他的表率作用和科學(xué)態(tài)度,經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力空心葉片生產(chǎn)終于突破了技術(shù)關(guān),其成品率甚至超過(guò)已投產(chǎn)數(shù)年的實(shí)心葉片。1965年空心葉片研制成功,使中國(guó)成為繼美國(guó)之后在世界上第二個(gè)采用鑄造空心渦輪葉片的國(guó)家,直到90年代,中國(guó)主要?dú)灀魴C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)仍采用該工藝制作渦輪葉片,而且向國(guó)外大量出口。80年代初,英國(guó)著名航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠家羅·羅公司的總設(shè)計(jì)師胡克教授,當(dāng)其參觀中國(guó)研制的鑄造空心葉片后,感慨地說(shuō):“單憑見(jiàn)到這一實(shí)際成就,就不虛此行。”該項(xiàng)成果具有獨(dú)創(chuàng)性,因?yàn)閰⒓釉擁?xiàng)課題組的人,包括師昌緒在內(nèi),沒(méi)有一個(gè)人見(jiàn)過(guò)這種多孔葉片,更不要說(shuō)它的制造工藝了。
70年代初,師昌緒等與無(wú)錫動(dòng)力廠合作,承擔(dān)了中國(guó)第一代耐熱腐蝕合金(IN 738)制作大型渦輪葉片的研制,并用于南京汽輪機(jī)組。
師昌緒在從事航空用、民用高溫合金研究開發(fā)的同時(shí),在新型高合金鋼方面也同樣進(jìn)行了大量研究開發(fā)工作。1958 年,他與姚漢武開發(fā)的不含鎳的奧氏體耐蝕鋼OCr17 Mn14Mo2N,用在尿素工業(yè)設(shè)備上,具有優(yōu)異的抗蝕性。經(jīng)中小型尿素廠推廣后,獲得好評(píng)。為了研究該種鋼在尿素生產(chǎn)過(guò)程中,在缺氧條件下仍具有優(yōu)異耐蝕性機(jī)理,他們?cè)O(shè)計(jì)與制造了一套在線測(cè)試電化學(xué)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(xiàn)場(chǎng)解決冶煉、熱加工等問(wèn)題,為鉻錳氮鋼的研制和生產(chǎn)打下了良好基礎(chǔ)。師昌緒與李有柯等還開發(fā)了鉻錳氮系耐熱鋼和無(wú)磁鉻錳氮系高強(qiáng)度不銹鋼,前者用于工業(yè)爐,后者用作潛艇桅桿。在師昌緒的指導(dǎo)下,張彥生、李依依等于1959年開始從事鐵錳鋁系奧氏體鋼的研究,通過(guò)相圖、相變規(guī)律、組織結(jié)構(gòu)和各種性能的系統(tǒng)研究,表明這類鋼在液氮溫度下比鎳鉻不銹鋼具有更好的韌性,是一種良好的低溫材料;作為耐熱材料,其性能不亞于鐵鉻鎳基高溫合金A286;作為無(wú)磁材料,其性能優(yōu)于鎳鉻不銹鋼。為了推廣該鋼種,對(duì)其冶煉、壓力加工和焊接等方面建立了一套切實(shí)可行的工藝制度,從而推動(dòng)了全國(guó)鐵錳鋁系奧氏體鋼的研究與發(fā)展。
師昌緒院士是中國(guó)高溫合金開拓者之一,發(fā)展了中國(guó)第一個(gè)鐵基高溫合金,領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)我國(guó)第一代空心氣冷鑄造鎳基高溫合金渦輪葉片,可用作耐熱、低溫材料和無(wú)磁鐵錳鋁系奧氏體鋼等,具有開創(chuàng)性。
榮獲了2010年國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)。
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