新重慶-重慶日?qǐng)?bào)記者 夏元

領(lǐng)跑事跡：

在C919生產(chǎn)制造過程中，中鋁西南鋁承擔(dān)了板材、鍛件等10多項(xiàng)關(guān)鍵鋁合金材料的研制生產(chǎn)任務(wù)，特別是自主研制的“7050鋁合金”打破國(guó)外技術(shù)壟斷，為國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)翱翔藍(lán)天提供了“最強(qiáng)支撐”。

上海往返重慶的航線，每天都有一班C919執(zhí)飛，凡是坐過這款國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)的乘客，都會(huì)對(duì)其的平穩(wěn)度、舒適性贊不絕口。

國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)的這些特性與機(jī)身材料密切相關(guān)，好的材料成型性強(qiáng)，讓飛機(jī)空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加靈活，從而提升乘客的舒適度和貨物的裝載效率。好的材料還更輕，有助于減少燃油消耗，提高飛機(jī)續(xù)航能力。

C919機(jī)身使用的鋁材中，有50%以上出自中鋁集團(tuán)西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱中鋁西南鋁），其中以一款名為“7050鋁合金”的產(chǎn)品尤為亮眼，它的強(qiáng)度達(dá)500兆帕以上，等同于碳鋼的強(qiáng)度，另外耐腐蝕性、可鍛性強(qiáng)，主要用于飛機(jī)的機(jī)翼梁、壁板等關(guān)鍵承力部件。

然而，研制這款行業(yè)領(lǐng)先的“7050鋁合金”并非易事。近日，記者走進(jìn)了中鋁西南鋁。

關(guān)鍵技術(shù)被封鎖

從零起步搞研發(fā)

在中鋁西南鋁生產(chǎn)車間，一塊塊泛銀色光澤的金屬鋁錠十分惹眼。“這些鋁錠在加工后，將成為關(guān)鍵的零部件，組成飛機(jī)機(jī)身。”中鋁集團(tuán)首席工程師周華說，一架大飛機(jī)中，鋁合金零件占比近七成。

材料性能是決定飛機(jī)性能的首要因素，要制造商用飛機(jī)，必須得實(shí)現(xiàn)材料自主可控，其中鋁合金最為關(guān)鍵。鋁合金最大特性是質(zhì)量輕，用它制成的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件可降低飛機(jī)重量和油耗。同時(shí)，鋁合金還具備強(qiáng)度高、耐腐蝕、可塑性好等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域。

在制造大飛機(jī)的鋁合金材料中，“7050鋁合金”最為重要，但“7050鋁合金”具有高強(qiáng)度、高韌度、耐疲勞、耐損傷等特性，其制造技術(shù)被稱為鋁合金中的“天花板”。此前，“7050鋁合金”關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)一直被西方國(guó)家視為核心技術(shù)秘密嚴(yán)加封鎖，進(jìn)口價(jià)格高昂，還時(shí)常被限購(gòu)。

因此，國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)必須研制自主可控的機(jī)身材料。2005年，國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)項(xiàng)目牽頭方中國(guó)商飛，將包括“7050鋁合金”在內(nèi)的C919鋁合金材料配套項(xiàng)目交給國(guó)內(nèi)部分重點(diǎn)鋁生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行研發(fā)攻關(guān)。由于研發(fā)難度頗大，中國(guó)商飛沒有明確項(xiàng)目完成時(shí)間，各企業(yè)研發(fā)進(jìn)程都是“摸著石頭過河”。

接到任務(wù)后，中鋁西南鋁一方面與部分高校院所組成“產(chǎn)學(xué)研”聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，同時(shí)在內(nèi)部抽調(diào)熔鑄、壓延、鍛造等多個(gè)領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員組成項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。“大家都憋著一股勁，一定要研制出這種先進(jìn)鋁合金。”周華說。

屢戰(zhàn)屢敗、屢敗屢戰(zhàn)

自建制造技術(shù)體系

要觸摸鋁合金中的“天花板”，中鋁西南鋁在“7050鋁合金”自研路上沒少碰壁。

“屢戰(zhàn)屢敗，屢敗屢戰(zhàn)。這是我們自研路上的常態(tài)。”周華介紹，“7050鋁合金”對(duì)原材料純凈度和鑄造技術(shù)的要求都非常高，當(dāng)時(shí)中鋁西南鋁熔鑄廠的設(shè)備及工裝相對(duì)全球同行業(yè)有所滯后，大家只能從各種渠道弄來一大堆外文資料“先行消化”。

“啃”完資料，接下來就是上爐試煉，但團(tuán)隊(duì)很快便遇到第一頭“攔路虎”——鑄造開裂。這是鋁合金鍛造進(jìn)程中的“通病”，通常情況下細(xì)微的開裂不會(huì)影響鋁合金使用。然而“7050鋁合金”作為航空用材，不允許存在瑕疵。

每次鑄造時(shí)，周華和團(tuán)隊(duì)成員們都要守在爐邊，一守就是10多個(gè)小時(shí)。“每當(dāng)聽到‘嘭’的一聲，我們心里都一聲嘆息，又開裂了，就像遇到過不了的‘魔咒’。”每報(bào)廢一爐材料，就意味著前期研發(fā)心血和資金“打水漂”，大家又心急又心疼，不過試驗(yàn)還得繼續(xù)進(jìn)行下去。

在接下來成百上千次試驗(yàn)中，大家反復(fù)倒推、論證、改進(jìn)，不斷調(diào)整合金配比、改進(jìn)熔爐溫度……最終第一塊“7050鋁合金”鑄錠在2005年12月成型，標(biāo)志著我國(guó)鋁生產(chǎn)企業(yè)在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“零的突破”。

此后，中鋁西南鋁研發(fā)團(tuán)隊(duì)接連突破了大規(guī)格鑄錠制備、強(qiáng)變形軋制等關(guān)鍵技術(shù)課題，朝著研制“7050鋁合金”超寬超厚預(yù)拉伸板的目標(biāo)邁進(jìn)。

民航客機(jī)要求絕對(duì)安全，因此研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)“7050鋁合金”進(jìn)行了上萬(wàn)個(gè)小時(shí)的“破壞實(shí)驗(yàn)”。“破壞實(shí)驗(yàn)”不僅是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行重力、壓力、耐力等靜態(tài)測(cè)試，還要進(jìn)行高溫、高原、嚴(yán)寒、濺水等多類環(huán)境測(cè)試。2008年，中鋁西南鋁終于接連試制出多個(gè)厚度標(biāo)準(zhǔn)的“7050鋁合金”厚板。然而，在試制其他厚度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，又出現(xiàn)產(chǎn)品疲勞性能、高向拉伸性能不達(dá)標(biāo)等問題。

中鋁西南鋁技術(shù)質(zhì)量部負(fù)責(zé)人王正安介紹，隨后項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)圍繞坯料規(guī)格、軋制流程、參數(shù)調(diào)控等多方面進(jìn)行攻關(guān)，終于在2009年形成成熟的工藝方案，試制出合格的“7050鋁合金”超厚板。

這種“屢戰(zhàn)屢敗、屢敗屢戰(zhàn)”的狀態(tài)一直持續(xù)到2015年。中鋁西南鋁接連突破大規(guī)格鑄錠制備、強(qiáng)變形軋制等一系列關(guān)鍵技術(shù)，研制出國(guó)內(nèi)全行業(yè)最大截面的“7050鋁合金”超寬超厚預(yù)拉伸板，建立起“7050鋁合金”預(yù)拉伸板完整的工業(yè)化制造技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)全厚度規(guī)格產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)。

打破國(guó)外技術(shù)壟斷

錘煉出過硬研發(fā)隊(duì)伍

2018年4月11日，中國(guó)商飛正式向中鋁西南鋁頒發(fā)“7050鋁合金”厚板工程批準(zhǔn)證書，標(biāo)志著“重慶造”的“7050鋁合金”通過適航鑒定，進(jìn)入C919飛機(jī)合格產(chǎn)品目錄，中鋁西南鋁由此成為國(guó)內(nèi)首個(gè)配套國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)材料供給的鋁企供應(yīng)商。

“這是對(duì)企業(yè)材料研發(fā)和創(chuàng)新能力的最大認(rèn)可，對(duì)于推動(dòng)航空鋁材國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程具有深遠(yuǎn)戰(zhàn)略意義。”中鋁西南鋁黨委書記、董事長(zhǎng)黎勇說，中鋁西南鋁生產(chǎn)的“7050鋁合金”預(yù)拉伸厚板打破國(guó)外技術(shù)壟斷，促使市場(chǎng)上同類產(chǎn)品進(jìn)口價(jià)格下降一半以上。截至目前，中鋁西南鋁累計(jì)為國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919提供各類高性能鋁合金材料上千件。

在“7050鋁合金”項(xiàng)目攻關(guān)進(jìn)程中，中鋁西南鋁研發(fā)團(tuán)隊(duì)也磨礪出過硬研發(fā)實(shí)力。

赴九天，踏蒼穹。近年我國(guó)發(fā)射的“神舟”載人飛船及“長(zhǎng)征”運(yùn)載火箭上，都有“重慶造”關(guān)鍵鋁材為它們“壯筋骨、披鎧甲”。“有了‘7050鋁合金’研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，我們對(duì)于其他產(chǎn)品研發(fā)充滿信心。”中鋁西南鋁鍛造工程師唐玉婷說。

此前用于“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射的“長(zhǎng)征五號(hào)B遙四”運(yùn)載火箭，其低溫燃料貯箱箱體所用的鋁合金是超大規(guī)格板，不僅構(gòu)件尺寸大，材料綜合性能和質(zhì)量要求也很高，生產(chǎn)難度很大。對(duì)此中鋁西南鋁成立專項(xiàng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，圍繞該合金的熔鑄、軋制及配套熱處理等工藝開展研制。最終，產(chǎn)品質(zhì)量超過同類進(jìn)口產(chǎn)品并打破國(guó)外技術(shù)壟斷，確保“長(zhǎng)五”大火箭研制生產(chǎn)，為我國(guó)空間站實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射提供了堅(jiān)實(shí)保障。

通過加快技術(shù)創(chuàng)新，中鋁西南鋁在航空航天用高性能鋁合金薄板、厚板等多個(gè)產(chǎn)品領(lǐng)域形成領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，近年接連取得多個(gè)國(guó)外航空企業(yè)配套認(rèn)證資質(zhì)，帶動(dòng)一大批“重慶造”鋁制產(chǎn)品“走出國(guó)門”。

“對(duì)標(biāo)全球先進(jìn)鋁材料企業(yè)，我們以前是‘跟跑’，現(xiàn)在是‘并跑’，未來要爭(zhēng)取做到‘領(lǐng)跑’。”黎勇說，目前中鋁西南鋁正持續(xù)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，緊盯航空航天用鋁材高強(qiáng)高韌、耐損傷、抗疲勞等新發(fā)展方向，開展更高強(qiáng)度、更高韌性、更高耐蝕性的第三代航空用鋁合金研制項(xiàng)目。同時(shí)，中鋁西南鋁還在探索鋁合金與其他材料的復(fù)合應(yīng)用，在新能源汽車、軌道交通等多個(gè)領(lǐng)域，充分發(fā)揮鋁合金的輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域。