記者 程毓
41本筆記,摞起來有1米高,封面磨損,邊角卷起,每頁寫滿了公式和數據,見證了我校材料學部教授丁文紅與鋼鐵“較勁”的33年歲月。
日前,全國三八紅旗手名單公布,她名列其中。去年,她榮獲首屆“國家卓越工程師”稱號。57歲的丁文紅,聲音柔美,一副江南女子的溫婉形象。然而,她數十年矢志與鋼鐵為伍,參與了中國鋼鐵工業從跟跑到領跑的歷程。以其不畏困難的執著精神,被同事們稱為“鋼鐵女俠”。
結束進口依賴
煉鋼爐、軋鋼車間……1600℃的鋼水,與之相伴的往往都是一群“男將”。武鋼的工人師傅們發現,一個身形纖巧的女子經常穿著工裝,到車間拿著尺子,穿梭在冷峻的鋼鐵叢林中,描畫圖紙、測量數據。
1992年,丁文紅從我校冶金機械碩士畢業,本可以留校當老師,她卻選擇到武漢鋼鐵設計研究院工作,三天兩頭下工廠,一干就是24年。
20世紀末,我國大型冷連軋技術主要依靠進口。當時,學術界普遍認為,冷連軋系統龐大而復雜,涉及的跨專業難題太多,中國難以實現自主技術集成。早在1983年,冷連軋機就出現在國家“重大技術裝備國產化”的文件里。但是,十多年過去了,無一成功。
“外國人能做到,中國人就做不出來?”懷著要為中國人爭口氣的激情,丁文紅主動請纓,與鞍鋼、一重的技術人員展開聯合攻關。
難題如山:缺乏可借鑒的技術資料、需要跨專業的技術能力、解決操作中的實際問題……每一項都讓人望而卻步。面對鞍鋼數十億元的投資,這個秀氣的南方姑娘頂著巨大的壓力。白天在生產線上,研究設計方案;晚上挑燈夜戰,學習專業知識。一年200多天泡在東北。
4年日復一日的努力,終于換來回報。國內首套依靠自主技術力量集成的大型冷軋寬帶鋼生產線建成了。生產線投產后,板型、厚度、成材率、能耗等指標均達到或超過國際先進水平,成本比國外進口降低了一半,結束了我國大型冷軋機組依靠進口的歷史。
該項目獲2005年冶金行業科技進步特等獎、2007年國家科技進步獎一等獎。丁文紅獲國家優質工程設計銀獎。
這次成功讓她體驗到,個人理想和國家需求高度統一帶來的成就感。
挑戰“隱形幽靈”
之后,鋼鐵行業產能過剩、效益下滑,國家提出“加快高端鋼鐵材料和關鍵技術的研發”。
“國之所需,我之所向。”丁文紅再次迎難而上。
2007年,她聯手寶鋼技術人員,研發出雙伺服變增益軋制力控制技術,提升動態控制精度,并研制出國內首套厚度下限為0.12毫米的極薄板雙機架平整機組,實現了高端冷軋產品的自主研發。
當比A4紙薄的鋼板拿到手上時,丁文紅的眼睛濕潤了:“我國是鋼鐵生產大國,關鍵核心技術必須自己掌握。”該技術成果榮獲2項國家科技進步獎二等獎。
20世紀初,高強鋼在加工過程中,由于產生殘余應力容易出現畸變,導致我國工程機械行業所需的高強鋼產品主要依賴進口。外商以25000~35000元/噸的高價,向我國出口牟取暴利。
不服輸的丁文紅,多次深入鋼廠及下游用戶,分析加工過程中殘余應力的演變規律,提出控制平整滯留區應變量,采用“矯直+平整”的方式,改進高強鋼殘余應力分布的原創概念,研制出全球首個矯直平整系列成套技術及裝備。
這次與殘余應力的較量,激發了她探索殘余應力的好奇心。
殘余應力,是金屬在加工或使用過程中殘留在材料內部的力。它看不見、摸不著,但能致命,猶如“隱形幽靈”。飛機、輪船、壓力容器開裂所造成的惡性事故,精密零件的精度不足,螺旋槳等關鍵部件的疲勞損傷,都是材料內的殘余應力在“作怪”。
半個多世紀以來,各國研究人員圍繞該難題展開了深入研究,但在組織與殘余應力交互作用領域尚未取得實質性突破。“研究應力,科研難度大,五年十年也不見得有成果。”有同事勸告她。
“一定要突破!科研要解決實際問題,需要有人探索、鋪路。我們或許做不出成果,但至少可以讓后人少走彎路。”丁文紅把日子浸泡在實驗室里,不追劇,不旅行,喜歡盯著機床加工,一干就是數小時。
為了全力以赴,攻克世界難題。2016年,她做出人生的重大決定,放棄擔任10年的總經理職位,回到母校武科大擔任全職教授。
實現四個“世界之最”
應力“無影無蹤”,如何檢測?只有測量到材料內的三維應力,才能獲取應力分析的基礎數據。她帶著團隊搭建應變測量裝置,開發應力反演計算程序。
最難的時候,合作開發應力算法程序的研究人員放棄了,她不得不自學軟件。經過反復調試程序,她終于打通了三維應力表征的關鍵環節。然而,應力表征只是應力研究的基礎和手段,找到組織轉變對殘余應力的影響規律是團隊面臨的最大挑戰。
沒有任何參考文獻可以借鑒,同行勸她“換個研究方向”。但是,丁文紅帶領一群初生之犢不畏虎的學生,選擇了堅持。
沒有數據,他們通過反復試驗獲取基礎數據,在雜亂無章的數據堆里找尋規律,不斷提出假設,再設計試驗去驗證和分析。每個假設被證實,都令團隊鼓舞。
經過6年多的努力,丁文紅帶領團隊終于揭開了殘余應力與組織轉變的“舞蹈規則”——鋼的晶格在高溫中扭曲、定格,而回火則像一場緩慢的釋懷儀式,讓應力在時間中消融。他們逐漸掌握了殘余應力的形成機制和松弛機制,并開發出系列殘余應力的調控技術。
“我們不是最早研究的,但我們是最早解決問題的。”丁文紅自豪地說,該技術在寶武、河鋼、漣鋼等大型鋼鐵企業應用,助力中國鋼鐵企業“脫胎換骨”,制備出兩大系列20余個品種的低應力超高強鋼產品,實現了4個“世界之最”——規格最薄、級別最高、強韌性最好、成型性最高。近3年,新增利潤近16億元,并實現了向歐美等鋼鐵強國的反向出口。
翻看丁文紅的履歷表,發現她有多次義無反顧的選擇。每一次選擇都是走出“舒適區”,迎接新挑戰。“越困難的事,她越有干勁。”同事們這樣評價她。在女兒眼中,“面對困難,媽媽從不服輸”。
俠之大者,為國為民。從產業創新轉戰科技創新,這位“鋼鐵女俠”仍在與鋼鐵“較勁”,嘗試通過不同的排列組合,讓不同的鐵疙瘩能揉成一體,制備出儲能金屬復合材料。
這又是一個沒有人蹚過的“無人區”!一旦成功,應用于儲氫新興產業,將為科技強國增添又一項硬核實力。