颜鸣皋：撑起中国航空的“特殊合金”

中国第一批钛合金

1959年，北京航空材料研究所钛合金研究室如火如荼，每个人都致力于钛合金的发展。

钛合金是20世纪40年代和50年代发展起来的一种轻金属。由于其密度低、比强度高、耐腐蚀性好等优点，它很快成为航空工业的宠儿，并被广泛用于制造飞机、火箭、导弹等设备。俗话说:一代材料，一代设备。到那时，如果能够开发出高性能的钛合金，中国的航空工业肯定会大大提高。

J-20使用大量钛合金(视频来源:腾讯)

一天，年轻的实验者小刘打算像往常一样在电弧炉里检查铸锭熔炼的结果。令人惊讶的是，观察口的玻璃是黑色的，根本看不到炉子的内部。小刘是个急性子，在炉子完全冷却之前撬开了观察口的玻璃。没想到，电弧炉突然把小刘的脸吸了进去。刹那间，他变成了一个血腥的人。当这位同事看到这一幕时，他立即大声喊道:“快！快叫严先生来！”

严先生是钛合金研究室主任严。当时叫他阎先生并不常见，但因为阎很平易近人，从不摆架子，所以大家都叫他“阎先生”，很少叫他“阎主任”。

钛合金研究室主任闫(照片来源:)

严赶到现场。组织好伤员的治疗后，他在电弧炉旁踱来踱去。他不明白为什么这么大的真空和小炉子里的负压能把人吸进去。经过仔细的比较，他找到了图纸并找到了问题的症结所在。原来，电弧炉是苏联的翻版，工厂在给葫芦和瓢上漆时没有加工气孔。这样，一旦炉内温度升高，真空度就会增加，负压也会相应增加。

在颜的带领下，研究人员设计了一种简单有效的排气阀，从而大大提高了国产电弧炉的安全性。俗话说，“如果一个工人想做好工作，他必须首先磨利他的工具。”设备的安全性提高了，工作效率也提高了。经过数百次反复试验，钛合金实验室已经成功开发出一种真空自耗熔炼钛合金的方法，中国人终于可以用自己的设备生产航空钛合金了！在接下来的几年里，钛合金研究室相继开发出一系列优秀的钛合金材料，为我国航空装备的制造做出了巨大贡献。

严与科研人员讨论问题(图片来源:)

从观众到耶鲁博士

成立于1957年的钛合金研究室在短短几年内取得了丰硕的成果，这一切都离不开严主任的努力。新中国成立后，35名被禁止返回美国的中国学者名单在网上流传，其中包括第一个研究钛合金的中国人严。

1942年，严毕业于*大学机械系，进入*工业实验所担任助理工程师。三年后，他被派往普惠公司学习精密机械制造。普惠公司是世界著名的飞机发动机制造商。正是在这里，严开始对航空产生了浓厚的兴趣。为了充分利用学习时间，他白天跟随工人学习具体操作，晚上如饥似渴地阅读飞机制造信息。周末，他将在附近的耶鲁大学参加机械和冶金课程。

严在大学(照片来源:)

颜在班上很活跃。他总是回答教授的问题。一天下课后，系主任叫住了他:“颜，你愿意留在耶鲁吗？”颜先是惊呆了，然后坚定地说:“我当然会！”系主任笑着说，“好了，就这样！我喜欢努力学习和善于思考的学生。我会立即写信给你的大使馆，请他们让你留下来。”

1946年夏，严正式成为耶鲁大学的一员。仅一年后，他发表了他的第一篇论文《金属加工织构研究》，这是第一次对三种晶体系统的滑移系和织构进行理论计算，引起了世界冶金界的极大关注。他的导师兴奋地称赞道:“严，你的论文足以使你获得硕士学位。我真的被你的努力学习和独特的思维所感动！”

在世界冶金行业崭露头角的严，并没有陶醉于自己，而是继续过着单调而紧张的研究生活。他的活动范围很简单，除了工厂就是学校，不在实验室或图书馆。他很快在铝单晶横向弯曲的实验研究上取得了突破，提出了著名的“微弯曲假说”，成功地解释了金属在拉伸、压缩和轧制过程中的一系列塑性变形现象。凭借惊人的毅力和敏锐的思维，严在短短三年内完成了从审计员到医生的转变。毕业后，他进入纽约大学从事与美国军事相关的钛合金研发，成为第一个研究钛合金的中国学者，填补了世界上的许多空白。

严在国际学术会议上的开幕词(图片来源:)

飞机疾病的巧妙处理

新中国成立后，严和钱学森一样，冲破了美国的重重障碍，回到了祖国的怀抱。在他的倡议下，新中国成立了第一个钛合金研究实验室，从而出现了文章的第一个场景。

1974年的一个晚上，刚刚躺下休息的严被一阵急促的敲门声惊醒。他打开门后，一个熟悉的身影迫不及待地说:“颜总，时间紧迫，我是来邀请这位老将来的！”演讲者的名字是刘才木。后来，他担任了Zhi9和Zhi11直升机的副总设计师。看到颜满脸疑惑，他赶紧解释了原因。

原来，当时我军装备的歼-6飞机经常出现起落架材料开裂的现象，特别是当飞机完成70至120次起降时。你知道，起落架就像飞机的大腿。一旦出现问题，将直接威胁飞行训练和起降安全。更糟糕的是，我国当时没有生产起落架的能力。备件稀缺，大多数损坏的起落架无法更换。无奈之下，陆军不得不暂时停飞大量的歼-6飞机。

J-6起落架(网络图)

听完刘才木的解释，时任航空材料研究所总工程师的严立即承诺:“没问题，让我们一起把这块硬骨头啃下来！”第二天早上，严邀请了包括材料、技术和试验在内的多个学科的专家，成立了一个关键小组来解决歼-6起落架的开裂问题。因为关系到国防和安全，严特别要求大家要非常小心，要把宏观研究和微观研究结合起来，搞清楚什么是宏观研究，为什么是微观研究。

在我们的生活中，我们经常看到将金属焊接在一起的例子，但是因为焊接结构难以承受高负荷冲击，所以它们很少用于飞机部件。然而，面对起落架缺乏备件的事实，许多人提出能否对破裂的起落架进行补焊来解决这一紧迫问题。严对此非常谨慎，要求大家首先测量焊接断口参数，建立一套合理的裂纹检测方法。

在阎的领导下，北京航空材料研究所、北京航空航天大学、西工大学和中国科学院金属研究所共同研究出一套起落架补焊加固方法，使飞机的着陆寿命提高了近10倍，不仅使数百架歼-6重返蓝天，也为以后歼-7和歼-5的寿命测定和维修提供了许多先进经验。

严在1991年当选为中国科学院院士，因为他对中国航空材料的发展作出了突出贡献。他毕生致力于祖国的航空工业，开发了一系列先进的特种合金。他甚至将自己提炼成一种支持中国航空业的“特殊合金”。

严(照片来源:)

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个人简介:

严(1920.6.12014.12.24)，材料学家、金属物理学家。他是中国航空钛合金研究的先驱和航空材料研究的先驱。他在航空钛合金、高温合金、疲劳断裂和寿命预测等研究领域做出了突出贡献。

名言:

科研风格体现了一个人的性格。只有无私、无畏和奉献，我们才能获得真正的知识并激励我们的继任者。祖国的未来，科学的未来，掌握在年轻人手中。

参考:

[1]沙之良。生命的特殊材料:中国科学院院士严.北京:航空工业出版社，2011。

[2]张志国，郎萧冰，朱智寿。燕高铭:何铭九高鹰击天空[北]。《中国科学日报》，201008(3)。

[3]曹。我的老师严高铭[。中国航空，201127(A4)。