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摊牌了,我是国家级工程师- 第820章 你的刀锋我来淬炼-都市言情-17模板网
第820章 你的刀锋我来淬炼
    京城,749研究院,材料科学研究所。

    深夜,实验楼大半已经熄灯,二层最里面的实验室却依旧灯火通明。

    排风机低沉的转动着,烧结炉外壳还残留着灼人的温度。

    长条实验台上,摆着金相显微镜、精密天平和一摞写满数据的记录纸。墙角那台体积庞大的电子显微镜前,魏云梦正俯身观察一块磨损后的刀具试样,眉头微蹙。

    她的面前,还摆放着几块寄回来的岩石样本。

    这些样本取自西南大铁路的规划线路,既有石英含量极高的花岗岩,也有结构致密、坚硬异常的石英岩。

    单论莫氏硬度,石英远不及刚玉,真正令人头疼的地方,在于岩体中密布着棱角锋利的石英颗粒。

    刀具一旦与岩层接触,那些细碎尖锐的晶粒便会化作无数把微小锉刀,持续刮削、啃噬着刀具表面。

    再加上岩体节理复杂,刀具工作时不仅要承受剧烈磨耗,还要承受周期性的冲击载荷。

    “不行,还是不行。”

    旁边,一名年轻研究员取下磨损试样,在精密天平上重新称量。

    等指针稳定后,他对照实验前后的记录,沮丧的摇了摇头。

    “我们用现有的最好的高速工具钢制作的钻头,在模拟实验环境下,切削这种岩石不到十米,磨损量就超过了百分之五十。换算到实际工况,估计一个小时就得报废。”

    实验室里的气氛顿时更加沉重。

    所谓钻头,其实是他们根据先行号刀盘结构试制的小型镶齿刀具。

    真正装到十五米刀盘上的,是由高强度钢制刀体、滚刀刀圈和耐磨齿共同组成的破岩部件。

    一台先行号,仅刀盘正面就要布置上百组刀具。

    一个小时就报废一个钻头?

    那台十五米直径的刀盘上,可是要安装上百个钻头!

    这意味着,掘进机每前进一小段距离,就要停下来,花费大量时间更换刀具。

    西南隧道深埋山腹,刀盘前方又是高温、高湿、满是粉尘的封闭空间。

    每一次停机换刀,都要付出巨大的人力和时间成本,甚至会带来难以预料的安全风险。

    这完全不具备实际操作性。

    “增加钴元素的含量试试?”另一名研究员提议,“提高它的红硬性。”

    “试过了。”魏云梦摇了摇头,声音有些疲惫,“钴含量超过百分之八,材料的韧性会急剧下降,变得非常脆。在掘进机高频振动的工况下,不等磨损,自己就先崩裂了。”

    他们此前走的,仍然是传统高速工具钢合金化的路线。

    钨、钼、铬、钴,每一种元素都十分珍贵。

    尤其是钴,不仅产量有限,还属于国家严格调配的战略物资。

    材料所好不容易争取来的一批试验材料,已经接连做了十几组配方。

    可结果始终不理想。

    提高硬度,刀具就容易崩裂。

    增加韧性,耐磨性又会迅速下降。

    实验室里陷入了沉默。

    这是一个两难的困境。

    既要极高的硬度来对抗磨损,又要足够的韧性来抵抗冲击。

    这两种属性,在传统的金属材料学中,几乎是相互矛盾的。

    墙上的时钟,指针已经越过了十一点。

    而在这时,实验室的门被推开。

    林振端着一个保温饭盒,走了进来。

    外面的夜风透着凉意。林振的视线扫过实验室里几双布满血丝的眼睛,没急着追问试验结果,径直走到了魏云梦身边。

    “还在忙?”他柔声的问道。

    “嗯。”魏云梦揉了揉酸涩的眼睛,“遇到难题了。”

    “先吃饭。”林振打开饭盒,里面是热气腾腾的排骨汤和两个小菜。

    排骨是食堂师傅特意留下的,汤里还放了几片生姜。

    饭盒刚打开,温热的香气便在满是金属和机油气味的实验室里散开。

    “我没胃口。”魏云梦摇了摇头。

    “不行,必须吃。身体是革命的本钱,天大的难题,也要填饱了肚子再想。”

    林振把筷子塞到魏云梦手里。

    看着他关切的眼神,魏云梦的心里一暖,只好接过饭盒,小口的吃了起来。

    林振伸手把试验记录拿了过来。

    从刀具失重数据、刃口崩裂位置,到岩屑颗粒形态和冲击频率,每一项都记录得极为详细。

    魏云梦喝了几口汤,他才放下记录纸。

    “是钻头材料的问题?”

    “嗯。”魏云梦把他们遇到的困境,简单的说了一遍。

    林振听完,走到那些岩石样本前,拿起一块,在手里掂了掂。

    岩石断口呈灰白色,灯光下能看见密集的石英晶粒。

    先行号将要啃穿的,是抗压强度超过两百兆帕的坚硬岩层,远非松软泥土可比。倘若只顾着提升刀具的整体硬度,无异于拿一块坚硬却易碎的玻璃,迎头撞向更加顽固的山石。

    他的大脑中,超级工程师系统早已启动。

    岩石的晶体结构、硬度、断裂韧性等一系列数据,迅速被解析。

    同时,一个庞大的材料数据库,在他的脑海中展开。

    无数种金属、非金属、复合材料的配方和性能参数,在飞速的匹配、筛选、重组。

    几秒钟后,一个全新的配方,在他的脑海中生成。

    不过,这个配方的用途,并非打造一整块脆硬的刀具。

    林振准备将硬质合金制成耐磨齿,镶嵌在高韧性合金钢刀体上,钢制刀体负责承受冲击,耐磨齿负责啃碎岩石,各展所长。

    “或许,我们可以换个思路。”林振悠悠的开口。

    “换个思路?”魏云梦和在场的研究员都抬起了头。

    “我们一直在纠结于如何让一种材料,同时具备硬度和韧性。但为什么,不能是两种材料的结合呢?”

    林振拿起一支笔,在一张纸上写下了一个化学式:wc。

    “碳化钨。”魏云梦立刻认了出来,“这是目前已知最硬的几种人造材料之一,常被用来做切削刀具。”

    国内并不是没硬质合金,株洲等地早已能够生产部分牌号。可现有产品多用于车刀、拉丝模和矿山小型凿岩工具,晶粒控制、烧结致密度和抗冲击性能,都无法直接满足先行号的要求。

    “没错。它的硬度足够,但它太脆了,不能单独使用。所以,我们需要一种粘合剂,把坚硬的碳化钨粉末,像和水泥一样,粘合成一个整体。这种粘合剂,必须具备非常好的韧性和强度。”

    他又在纸上,写下了另一个元素符号:co。

    “还是钴?”那位年轻的研究员不解的问,“我们试过,钴的比例很难掌握。”

    “不。”林振摇了摇头,“我说的并非把两种材料简单混合在一起。”

    他拿起笔,在纸上补充着工艺示意图。

    “我们要采用粉末冶金工艺,将微米级的碳化钨硬质相,均匀的嵌入钴基金属粘结相之中。”

    “碳化钨,提供无与伦比的硬度和耐磨性,就像是盔甲上的鳞片。”

    “而金属钴,则提供强大的韧性,将这些鳞片牢牢的粘合在一起,吸收冲击和振动。”

    “这……”在场的研究员们目瞪口呆。

    他们并非没听说过硬质合金,真正令他们震动的是,林振提出的完整应用路线。

    微米级粉末、严格配比、真空脱气、加压烧结,再把硬质合金做成标准耐磨齿,通过过盈装配和特种钎焊,固定在高韧性刀体上。

    硬与韧不必再强行集中于一种材料中,完全可以通过不同的结构层次各自发挥作用。

    “理论上……是可行的。”一位年长的研究员,摸了摸下巴,激动的说,“但是,配比是关键!碳化钨和钴的比例,以及烧结的温度和压力,任何一个参数出错,都会导致失败。”

    “我这里有一个基础配方。”

    林振在纸上,写下了一连串精确到小数点后两位的数字。

    “wc-10co。碳化钨占百分之九十,钴占百分之十。烧结温度1450摄氏度,压力100兆帕,真空烧结。”

    在现有设备条件下,真空烧结与百兆帕级压力无法在同一阶段直接完成。因此,这组数字代表的是一整套分段工艺,先在真空环境中脱气烧结,再借助改造后的热压设备进行致密化处理。

    这不仅需要新配方,还需要他们重新设计炉体、模具和加压机构。

    他将那张写满配方的纸,递给了魏云梦。

    “这只是一个基础模型。具体的工艺参数,需要你们在实验中,根据实际情况进行微调。”

    魏云梦接过那张纸,看着上面那熟悉的字迹,心里涌现出一股难以言喻的情感。

    这个男人,总是这样。

    在她最无助,最迷茫的时候,像一道光,劈开所有的迷雾,为她指明方向。

    她抬起头,看着林振,眼中闪烁着点点滴滴的光芒。

    “好。”她重重的点了点头。

    “林振,你放心往前冲。你的刀锋,我来给你淬炼。我会为你,打造出这个世界上,最坚硬的铠甲!”

    她的声音里充满了自信和力量。

    那是一种势均力敌的浪漫。

    你负责开疆拓土,我负责为你磨亮兵刃。

    你负责征战星辰大海,我负责为你打造最坚固的船。

    接下来的几天,魏云梦带领她的团队,一头扎进了实验室。

    没有现成的微米级碳化钨粉末,他们就从球磨工艺开始调整;真空度不稳定,他们便轮流守在炉边检查密封;烧结后的试样出现孔隙,就重新修改升温曲线和保温时间。

    她们按照林振提供的配方,一次次的调整参数,一次次的进行烧结和测试。

    失败,成功,再失败,再成功……

    第十一组试样,硬度达标,却在第一次冲击试验中崩裂。

    第十七组试样,韧性足够,磨损量却依旧太大。

    直到第二十三组,他们终于把碳化钨晶粒、钴相分布和孔隙率控制在了理想范围内,并解决了硬质合金齿与合金钢刀体之间的固定难题。

    终于,在一周后的一个清晨。

    当一枚全新的,闪烁着暗灰色金属光泽的钻头,从烧结炉中取出时。

    当它在模拟实验台上,以摧枯拉朽之势,将那块坚硬的石英岩切削得如同豆腐一般,而自身几乎毫无损耗时。

    整个实验室沸腾了!

    “成功了!”

    “我们成功了!”

    魏云梦握着那枚尚有余温的钻头,第一时间,拨通了林振办公室的电话。

    “林振,你的刀,磨好了。”