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第357章 引入“多元素协同调控”思路(1/2)

首轮实验的失败总结会刚结束,张仲谋教授便捏着合金相图走到白板前,抬手擦掉之前的配比数据,沉声道:“单一元素强化的思路走不通,咱们换个方向——多元素协同调控,这才是破解强度和脆性矛盾的关键。”

林荞立刻凑上前,指着相图上的元素交互区域:“张教授,您具体说说,哪些元素搭配能实现协同?铼的脆性是硬伤,该用什么元素来中和?”

“铼、钽、铌这三种元素搭配最合适。”张教授拿起笔标注出三个元素符号,“铼主打高温强度和抗蠕变,钽能细化合金晶粒提升塑性,铌则能形成稳定的碳化物强化晶界,三者相互制衡,既能提强度,又能降脆性。”

江浩翻着元素性能手册,点头附和:“我查过数据,钽和铌都是低脆性强化元素,和镍基合金的相容性极好,而且不会像钨那样加剧脆性,这三种元素协同,确实比单一加铼靠谱。”

李薇却皱着眉提出顾虑:“三种元素同时加,配比把控难度会翻倍,稍有偏差就会出现元素偏聚,反而影响性能。而且咱们要控制成本,这三种元素的总添加量不能太高。”

“你考虑得很到位,所以核心是‘低含量精准配比’。”张教授在白板上写下核心原则,“铼的含量定在3%以内,钽和铌控制在1%-2%,总强化元素占比不超过6%,既保证协同效果,又不超成本预算。”

林荞当即拍板:“就按这个思路来!李薇,你带着实验团队设计20组不同配比的方案,铼从2.5%到3%梯度递增,钽和铌在1%-2%交叉组合,今天之内把方案定好,明天一早启动第二轮实验。”

“收到!”李薇立刻召集实验团队,围在电脑前设计配比方案,赵宇一边录入数据一边说:“20组方案,每组都要做熔炼、热处理、拉伸测试,工作量不小,看来接下来几天得连轴转了。”

“航天研发没有轻松的活,咬咬牙扛过去。”李薇盯着屏幕上的配比表,“每组数据都要精准到小数点后一位,原料称重误差不能超过0.01g,细节决定成败。”

次日清晨,研发实验室的真空熔炼区便进入满负荷状态,20组合金原料按配比依次称重、混合,送入真空熔炼炉。林荞一早便来到实验室,看着操作台上整齐摆放的原料瓶,对陈阳说:“综合协调组把后勤跟紧,实验员们要通宵做实验,餐食、休息区都安排好,不能让大家熬垮了。”

陈阳笑着点头:“放心吧林姐,休息室的折叠床、饮用水、速食都备齐了,设备也提前做了全面检修,保证实验不中途掉链子。”

第一组实验试样出炉时,已是深夜十一点,试样经等温锻造和热处理后,被立刻送到高温拉伸测试区。王坤研究员早已调试好设备,炉膛温度稳定在3000℃,见李薇团队送样过来,立刻起身:“先测第一组,铼2.5%、钽1%、铌1%,这组是基础配比,先摸个底。”

试样被夹入试验机,所有人都围在显示屏前屏息等待。拉力数值缓缓攀升,从600MPa到700MPa,再到750MPa,试样始终没有断裂,延伸率也稳定在2.8%。

“没断!延伸率比首轮实验高了一倍多!”赵宇激动地大喊,“抗拉强度760MPa,虽然还没到800MPa,但脆性问题明显改善了,这思路真的管用!”

李薇长舒一口气,紧绷的脸上露出一丝笑意:“至少证明多元素协同的方向是对的,接下来重点提升铼的含量,同时微调钽和铌的配比,把强度往上提。”

接下来的两周,研发实验室彻底进入“通宵模式”,熔炼区的机器24小时不停运转,测试区的高温拉伸试验机每隔两小时就完成一组试样测试,实验员们三班倒,累了就在休息室的折叠床上眯一小时,醒了立刻继续干活。

某天凌晨三点,林荞巡岗时发现李薇正蹲在熔炼炉旁记录数据,眼下的黑眼圈格外明显,便递过一杯温咖啡:“歇会儿吧,看你这状态,再熬就要扛不住了。”

“没事,还有5组试样就测完了,现在歇功亏一篑。”李薇接过咖啡,指着屏幕上的数据,“刚测的铼2.8%、钽2%、铌1%那组,强度到了780MPa,延伸率3.2%,离目标就差一步了。”

正说着,张教授也披着外套走进实验室,手里拿着演算纸:“我算了一晚上,铼3%、钽2%、铌1%这个配比,元素协同效果应该是最佳的,铼拉满强度,钽和铌精准中和脆性,你们接下来重点测这组。”

李薇立刻安排实验员启动这组配比的熔炼,赵宇揉着发红的眼睛,小心翼翼地称取原料:“3%铼、2%钽、1%铌,这组是咱们最后的希望了,一定要精准。”

原料熔炼、等温锻造、1180℃固溶处理+两次时效处理,整套流程下来,已是第二天中午。当这组试样被送到测试区时,实验室里的所有人都放下了手头的工作,围到了高温拉伸试验机旁。

王坤研究员按下启动键,炉膛开始升温,显示屏上的温度数值一路攀升,最终稳定在3000℃。“恒温保温30分钟,模拟发动机燃烧室的实际工况。”王坤的声音打破了实验室的寂静。

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