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中國科學(xué)院金屬研究所
科技工作者楷模――回憶王儀康老師
材料新視野
2014年11月17日我和王儀康老師初次見面是1982年9月的一天，那時我剛被金屬研究所錄取為碩士研究生，他到研究生宿舍來看我。當(dāng)時他是所里的副研究員和四室副主任，令我驚訝的是他穿著十分儉樸隨便，看上去就像從農(nóng)村來的生產(chǎn)隊長。后來時間久了，才慢慢體會到：在金屬所大院里，富有個性且穿著隨便的常常是大有學(xué)問的人。
讀研究生期間，王老師經(jīng)常在外出差，偶爾到實驗室來，常給我們講他去生產(chǎn)第一線的所見所聞，這是他的一大愛好，描述的生動活潑，聽起來津津有味，其中許多是與工廠一線工程技術(shù)人員交流中獲得的第一手知識，具有真知灼見。久而久之，我們深感到當(dāng)時的金屬研究所彌漫著一種科研與生產(chǎn)緊密結(jié)合的優(yōu)良所風(fēng)。1984年，我在做碩士研究生論文，一個星期天到王老師家串門，那時他正在轉(zhuǎn)向石油用鋼及礦山機械用控軋微合金鋼的研究，他興致很高地描繪了今后的遠(yuǎn)景規(guī)劃。他說，中國即將進(jìn)入一個快速發(fā)展的歷史時期，根據(jù)他對日本在相應(yīng)發(fā)展時期對國土建設(shè)需求和經(jīng)驗的研究，他預(yù)見到中國很快就需要5億噸鋼的年產(chǎn)量才能滿足經(jīng)濟建設(shè)的要求，而當(dāng)時我國的鋼產(chǎn)量剛剛超過4000萬噸左右，還不到將來需求量的十分之一，所以鋼鐵研究的發(fā)展空間巨大，遠(yuǎn)非什么“夕陽工業(yè)”。他最后說，我今年54歲了，還可大干一番。大有“老驥伏櫪，志在千里”的勁頭。20多年后的今天，我國鋼鐵生產(chǎn)能力已超過了7億噸，是世界上最大的鋼鐵生產(chǎn)和消費國?；叵肫饋?，當(dāng)年王老師的預(yù)言是多么富有戰(zhàn)略遠(yuǎn)見。
在80年代初，王儀康老師獲悉攀鋼生產(chǎn)的重軌鋼一般不出現(xiàn)白點缺陷?？膳输摰募夹g(shù)人員許多來自我國武鋼、鞍鋼等，在這些鋼廠生產(chǎn)鋼軌時白點是一種常見缺陷。攀鋼重軌無白點的新現(xiàn)象反映到時任中國科學(xué)院院長的方毅那里。中科院副院長、金屬所老所長李薰得知一情況后十分感興趣，立即帶領(lǐng)王儀康等去攀鋼考察，但不幸在昆明病逝。后來金屬所就由王儀康負(fù)責(zé)與攀鋼合作研究，查明攀鋼重軌鋼無白點的原因。王老師和攀鋼的總工程師、相關(guān)技術(shù)人員等非常熟悉，始終保持密切的聯(lián)系。經(jīng)過近10年的工作，做了大量試驗，最后的結(jié)論是：攀鋼重軌鋼冶煉鋼水中氫含量很低，當(dāng)鋼水中氫低于臨界氫含量時，鋼軌中就不產(chǎn)生白點。造成鋼水中低氫現(xiàn)象的原因主要是攀枝花地區(qū)氣候干燥，煉鋼原料中含水較少；同時攀鋼在國內(nèi)首次采用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉重軌鋼，因此鋼水沸騰好，易于脫氫。由于攀枝花地區(qū)海拔較高，氣候干燥是低氫冶煉的主要原因之一，王老師又將這一問題擴展，調(diào)研了我國其它一些海拔較高氣候干燥的鋼廠，如包頭鋼鐵公司、酒泉鋼鐵公司等，發(fā)現(xiàn)這些高原鋼廠都有低氫冶煉現(xiàn)象。對這一發(fā)現(xiàn)，他十分高興，將結(jié)果總結(jié)成“中國高原鋼廠的低氫冶煉現(xiàn)象”，在國際會議上報告后，引起了有關(guān)學(xué)者的關(guān)注。由于超高強度合金鋼對氫脆十分敏感，這一發(fā)現(xiàn)對我國超高強度合金鋼工廠的合理選址和布局有重要意義。
在攀鋼現(xiàn)場的工作久了，我才知道王老師早已是攀鋼的?？汀?975年，他就來攀枝花蘭尖鐵礦，負(fù)責(zé)試驗潛孔鉆具。攀枝花位于四川與云南的交界，屬于熱帶氣候，那里常常是烈日當(dāng)空，萬里無云。他們白天要頂著40度的高溫，滿身大汗，扛著很重的釬具上礦山；試驗中一手用毛巾擦汗，一手用筆記錄每天的鉆頭掘進(jìn)的米數(shù)，鉆頭壽命等基本數(shù)據(jù)；晚上還要在簡陋的宿舍里學(xué)習(xí)英語，生活艱苦而單調(diào)。經(jīng)過全國許多單位多年的通力合作，國產(chǎn)潛孔鉆具的質(zhì)量一步一步獲得改進(jìn)與提高。到80年代中期，在攀技花堅硬礦巖上鉆進(jìn)的潛孔鉆頭壽命比原來提高了30～50倍,沖擊器壽命比原來提高了5～10倍。潛孔鉆具壽命和效率等性能指標(biāo)全面達(dá)到了國際先進(jìn)水平。新型鉆具的使用，使?jié)摽足@機的效率提高了8倍，從根本上扭轉(zhuǎn)了中國金屬礦山穿鑿工具落后的局面，為中國鐵礦砂在90年代后期持續(xù)大幅度增產(chǎn)，做出了直接貢獻(xiàn)。正是這種基礎(chǔ)性的研究工作，大幅度提高了中國鐵礦的采掘效率，支撐了今天中國鋼鐵工業(yè)雄居世界第一的地位。1985年這項工作由王老師領(lǐng)銜獲得了國家科技進(jìn)步一等獎。2009年中國科學(xué)院建院60周年時，評估建院以來為國家做出的100項重大成果中，冶金礦山潛孔鉆具是其中之一。當(dāng)時在冶金部負(fù)責(zé)此項工作的礦山處王夢珍對王老師給予高度評價，說：“他是地地道道的在第一線親自做科學(xué)研究的科學(xué)家，他是我敬重的不是科學(xué)院院士的院士，不是工程院院士的院士”。
王老師是中國為數(shù)不多的既具有戰(zhàn)略遠(yuǎn)見,又能深入基層解決問題的鋼鐵專家之一。他帶我們?nèi)スS時，總是特別強調(diào)要到第一線調(diào)查研究，才能正確的了解問題和解決問題。一次某油田有五口油井先后發(fā)生了隔熱管斷裂，損失十分嚴(yán)重。隔熱管生產(chǎn)工廠技術(shù)人員到金屬所找到王老師，要求進(jìn)行失效分析；當(dāng)時王老師是石油部的材料顧問，他們懷疑可能是隔熱管預(yù)應(yīng)力焊接工藝出了問題。王老師沒有在辦公室論道，而是立即趕赴廠里，現(xiàn)場調(diào)查了他們預(yù)應(yīng)力焊接操作，后來又到使用隔熱管的油田現(xiàn)場調(diào)查，并在現(xiàn)場取回了一些油井注水，回所化驗。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不但有材料與工藝問題，隔熱管的使用也存在問題。特別是油井注水的堿性偏高，在材料有缺陷的條件下可引起隔熱管的堿性應(yīng)力腐蝕斷裂。因此，應(yīng)分別從隔熱管材料，預(yù)應(yīng)力焊接和油井注水的PH控制多方面來采取技術(shù)措施，防止事故發(fā)生。1998年，我從國外回來后，王老師對我說，由于后來油田改進(jìn)了注水的鹼性，使PH降低，注水對地下油砂的腐蝕減小了，油田的油井出油率意外獲得了提升，事故倒引發(fā)了轉(zhuǎn)機，對此意外發(fā)現(xiàn)他頗為得意。
上世紀(jì)80年代，中國石油工業(yè)大量進(jìn)口日本鋼管，王老師憂心重重，他在多種場合下建議，力主中國盡快實現(xiàn)石油鋼管國產(chǎn)化。1985年，天津大無縫鋼管開始立項建設(shè)，最早曾規(guī)劃在國際市場上大量購進(jìn)舊船，拆卸后作為冶煉廢鋼制造石油用無縫鋼管。作為有經(jīng)驗的鋼鐵專家，他得知這一消息后，十分擔(dān)憂。他多次奔走于天津大無縫和石油部，向有關(guān)人員闡述石油鋼管是一種高壓容器，對鋼材力學(xué)性能有嚴(yán)格的要求；如果鋼中有害雜質(zhì)不能控制，特別是鋼材中混入的五害元素（Sn，As等），冶煉后將通過一定的途徑最后偏析于鋼的晶界上，可對鋼材質(zhì)量造成嚴(yán)重的危害。這些努力和建議，對后來天津大無縫的建設(shè)和成功運行發(fā)生了重要影響。經(jīng)過多年的努力，我國在提高石油鋼管的冶金質(zhì)量方面做了大量的研究工作，目前我國石油鋼管的質(zhì)量已經(jīng)接近國際先進(jìn)鋼廠的水平，而石油鋼管產(chǎn)量則穩(wěn)居世界第一，王老師作為當(dāng)年力主實現(xiàn)石油鋼管國產(chǎn)化專家功不可沒。
王老師長期工作在科研和生產(chǎn)第一線，他對自己的祖國有一種強烈的責(zé)任感，即使退休后，他仍然在關(guān)心與思考一些大的行業(yè)問題，并為之奔走呼號。2000年，中國計劃建造“西氣東輸”工程，將120-140億方/年的天然氣，從西北邊疆輸送到東部沿海地區(qū)。這是中國第一條大管徑(1016mm)，高壓(10MPa)和長距離(4000公里)輸氣管線。在工程論證會上，王老師和石油管道局潘家華總工程師力主采用在國際管線鋼界的最新成果——X70針狀鐵素體管線鋼，來建造這條高壓輸氣管線，而當(dāng)時國內(nèi)油氣管線的主要材料是強度較低的X60-65級管線鋼。由于這條高壓輸氣管線不但要“過黃河，穿長江”，還要經(jīng)過中國經(jīng)濟和人口最密集的滬寧線，它關(guān)系中國的經(jīng)濟命脈和戰(zhàn)略安全。使用高強度管線鋼建造輸氣管線，是否會發(fā)生延性斷裂，這是一個必須考慮的重大問題，中國當(dāng)時沒有經(jīng)驗可循。王老師建議引進(jìn)國外專家進(jìn)行討論和學(xué)習(xí)。他積極協(xié)助石油天然氣管道局于2000年10月召開了一次“延性斷裂及止裂”國際研討會，邀請了美國阿莫科石油公司首席研究員Dr. W. Wark，美國BATTELLE 研究所的Dr Brian Leis等當(dāng)代國際上的一流專家來華講學(xué)，共同研討。最后，中外專家一致認(rèn)為，按第一次西氣東輸管線的工程設(shè)計，采用X70級針狀鐵素管線鋼管建造的管線，具備足夠的對延性斷裂的止裂韌性，會議結(jié)論支持了“西氣東輸”工程的及時啟動。鑒于在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，解決“西氣東輸”工程關(guān)鍵問題上的貢獻(xiàn)，2000年，王老師被聘為“西氣東輸”重點工程高級技術(shù)顧問。2002年，2010年，王儀康被聘為石油天然氣管道建設(shè)與技術(shù)論壇組委會特邀專家。此后，他先后協(xié)助或主持石油管道局系統(tǒng)召開了10次涉及石油、天然氣輸送管線鋼的國際會議，獲得了大量管線鋼方面的前沿信息，有力地促進(jìn)了我國石油管線工程技術(shù)水平的提升。
王儀康老師早年畢業(yè)于北洋大學(xué)冶金系，當(dāng)時中國讀冶金的學(xué)生很少；他又是新中國培養(yǎng)出來的第一代鋼鐵冶煉專家，他對鋼鐵行業(yè)十分有感情。在他病重期間，我們?nèi)メt(yī)院探望他，只要他身體略有好轉(zhuǎn)，他都必談鋼鐵。在他生命的最后時刻，他還談起了當(dāng)年的炮鋼研制工作。那是在1965年，他們奮戰(zhàn)了三個多月，從合金鋼種設(shè)計入手，采用當(dāng)時先進(jìn)的真空熔煉+電渣自耗雙聯(lián)法煉鋼，研制成功了高性能炮鋼毛胚，屈服強度達(dá)到 s≥1400Mpa。性能達(dá)標(biāo)后，他又同工廠技術(shù)人員一道研究火炮的設(shè)計、機加和熱處理要點。經(jīng)一個多月的苦干，完成了兩門“一個人可以扛著走的輕型無后坐力炮”，這一成果，成了當(dāng)時軍工系統(tǒng)轟動一時的新聞。這種超高強度炮鋼，被命名為“5021鋼”，可以降低火炮重量40%,實現(xiàn)了單兵扛炮的目標(biāo)，有效提高了我軍步兵的戰(zhàn)斗力。后來他搞的礦山釬具用鋼，包括系列的釬頭體鋼和釬桿中空鋼等均發(fā)源于這些炮鋼的研究工作。說到這里王老師面露微笑，沉凝于當(dāng)年的青春年華與崢嶸歲月，完全忘卻了自己疾病的疼痛。
王老師是1950年入黨的老黨員，當(dāng)年他曾說過：“黨和國家的需要就是命令”。他一生兌現(xiàn)了這一諾言。2011年3月12日王老師永遠(yuǎn)地離開了我們。他執(zhí)迷于理想，為中國的強盛，為他所熱愛的鋼鐵事業(yè)不畏艱難，不知疲倦地奮斗的精神，強烈地感染著我們每一個人。我們要努力工作，完成他未酬之事業(yè)。