師昌緒：中國高溫合金之父，為中國創造多項第一

近兩年，以美國為首的西方國家對中國高科技領域公司和科研機構進行了無情打壓和圍剿，並有愈演愈烈的趨勢，其險惡用心昭然若揭。其實，新中國成立以來，西方國家一直對我國進行技術封鎖，特別是上世紀90年代以來，西方對我國的技術封鎖一直沒有停歇，但是中國人並沒有退縮。中國人有一股子擰勁，就是你越是對中國封鎖和打壓，中國人就越是憋著勁要超越你。回顧新中國成立以來，我們在西方國家技術封鎖下，自主研發的一項項高端科研成果便可知曉。本期雜誌帶您回顧中國著名材料科學家師昌緒，領略老一輩科學家在科學領域艱苦奮鬥和越挫越勇的精神。

師昌緒，國外同行稱為「中國高溫合金之父」，因為他，這一涉及航空航天軍事領域的核心材料在我國從無到有，並擺脫國外掣肘；也是他，一輩子和各種各樣的材料打交道，在高溫合金、合金鋼等領域為中國創造了多項第一。

青年立下報國之志

1918年11月15日，師昌緒出生在河北保定。他的父親是清末秀才，以教書為業，母親出身於官宦之家。師昌緒從小老實善良，「因為又邋遢，又聽話，又沒脾氣」，師昌緒成為叔伯兄弟十二人中最「沒出息」的一個。但是師昌緒在學習上肯下功夫，因此功課特別好。1934年，他以優異的成績考進了當時著名的保定師範學校，準備畢業後當老師。然而，平靜的日子沒過多久，1937年，抗日戰爭全面爆發，這也改變了師昌緒的人生軌跡。

日本侵華的慘痛經歷，讓他倍感屈辱，他回憶說，要想中國不被欺負，就得強盛起來，怎麼強盛啊，所以只能是開礦、煉鋼、修鐵路。因此他選擇讀高中，畢業時懷著實業救國的理想，就近報考了陝西的國立西北工業學院礦冶系。

在上學期間，師昌緒被稱作「書蟲」，既不打球，也不玩牌，從不午休，也很少有周末。他每天學習到深夜，凌晨兩三點又起床學習。1946年，師昌緒考取自費留學的資格，去美國密蘇裡礦冶學院開始了留學生活。不到一年時間，他就以全A的成績獲碩士學位，接著又申請到歐特丹大學的獎學金繼續攻讀博士學位。期間，他在研究中發現的兩種化合物，如今成為重要的光電子半導體材料。

師昌緒本打算讀完博士立即回國效力。然而，1951年，師昌緒和錢學森等35人成為美國明令禁止回到「紅色中國」的學者。

師昌緒只好先在美國就業。麻省理工學院向他拋出橄欖枝，他加入了著名科學家科恩的團隊。1953年夏，師昌緒把中國留學生聚在一起商量爭取回國的對策，並向周恩來總理寫了求助信。1954年5月，在日內瓦國際會議上，這封信成為中國抗議美國政府無理扣壓中國留學生回國的重要依據。緊接著，師昌緒等中國留學生又集體寫了一封致美國總統的公開信，自費印刷了2000份，再由他和另兩位留學生秘密分發。後來他才知道，他的大幅照片竟被《波士頓環球報》印在了頭版頭條，一時成為「名人」。

科恩從報紙上得知師昌緒想回國，便詢問緣由。師昌緒回答：「我是中國人，應該回去幫助建設中國。像我這樣的人在美國比比皆是，但現在中國很落後，需要我這樣的人。」科恩聽後非常感動，還做了一些有助於他回國的事。在抗爭了三年後，師昌緒終於坐上了回國的客輪。

以平生所學貢獻祖國

1955年6月，剛從美國回來的師昌緒來到位於瀋陽的中科院金屬研究所。到金屬所後，他被指定為鞍鋼工作組的負責人，由物理冶金理論研究，轉向煉鋼、軋鋼工藝開發。

從1957年起師昌緒一方面帶領金屬所小分隊常駐撫順鋼廠，參加由冶金部主持的航空發動機的關鍵材料——高溫合金聯合攻關活動，同鋼鐵研究院、航空材料所有關人員一道，解決了中國最早試製開發的高溫合金的質量問題，接著又對其他高溫合金展開試製工作。另一方面，在所內進行一系列研究與開發工作，利用金屬所1957年進口的真空感應爐，在中國率先進行鑄造高溫合金的研究。1958年，他與姚漢武開發的不含鎳的奧氏體耐蝕鋼，用在尿素工業設備上，具有優異的抗腐蝕性，經中小型尿素廠推廣後獲得好評。為了研究這種鋼在尿素生產過程中，在缺氧條件下仍然具有優異耐蝕性機理，他們設計製造了一套在線測試電化學的精密裝置，安裝在南京化肥廠，並探明了耐腐蝕的原因。師昌緒多次在現場解決冶煉、熱加工等問題，為鉻錳氮鋼的研製和生產打下了良好基礎。師昌緒與李有柯等還開發了鉻錳氮系耐熱鋼和無磁鉻錳氮系高強度不鏽鋼，前者用於工業爐，後者用作潛艇桅杆。

此外，在他的主持下，1959年又研製出一種不含鈷而其性能達到國際水平的鎳基鑄造渦輪葉片高溫合金。鎳、鉻是高溫合金及合金鋼常用的金屬元素，當時中國稀缺，國外對中國進口實行禁運政策，使得中國在發展高溫合金及合金鋼等關鍵材料方面十分艱難。針對這種情況，師昌緒提出了「以鐵基代鎳基高溫合金及發展不含或少含鎳鉻的合金鋼」的倡議。他利用中國豐富的稀土資源，開展了「稀土在鎳基高溫合金中的作用」的研究，並與撫順鋼廠合作率先開發了一種鐵基高溫合金，這種合金的屈服強度高，並可在700℃高溫下長期工作，處於當時國際先進水平，代替了用量很大的鎳基合金，作為航空發動機的關鍵部件——渦輪盤投入批量生產，裝備了數以千計的發動機，在發展中國鐵基高溫合金的冶煉、壓力加工、拉削與切削等工藝上作出了重要貢獻。

師昌緒似乎有使不完的勁兒，吃飯時看書記筆記，睡覺時身邊也放著圖紙和筆，他的專業技能和服務精神受到大家的尊敬，被人們親切地稱為能夠妙手回春的「材料醫生」。

20世紀60年代初發生了一起飛機墜機事故，分析原因認為是軸承中混有空心滾珠造成的，從而導致數百架飛機不敢起飛，成為當時的「無頭案」。根據現場勘查和測算，師昌緒指出滾珠是受到高速擠壓局部融化而失效的，而引起上述現象是由冷卻油不潔淨所致。為此，只要加強油的過濾就可把問題解決。廠方接受了他的處理方案，使得大批飛機得以重上藍天。還有一次，航空發電機廠因故要報廢數以千計的渦輪盤，工廠請求金屬所協助處理，當時師昌緒剛回到工作單位，而他毫不猶豫地接受了這項風險高的任務。他與同事經過計算與分析，將已報廢的渦輪盤根據他們制訂的暫行標準，逐個篩選，使多數渦輪盤又投入使用。哪裡有需要，哪裡就有師昌緒的身影，「隨叫隨到」，又能解決問題，他被人們親切地稱為能夠妙手回春的「材料醫生」。此外，師昌緒十分重視研究材料在使用中發生的問題。他研究的高溫合金包套擠壓工藝，為中國變形高溫合金的加工工藝研究探索了道路。他研究的噴丸再結晶處理，使航空發動機廠數千片葉片免於因晶粒度不均勻而報廢。在他指導下，金屬所建立了低周疲勞、周期持久、振動載荷持久、有平均應力的疲勞等項測試技術，為高溫合金在接近使用條件下的力學性能的測試開闢了新領域。

肯下硬骨頭為國解憂

更難啃的骨頭在後面。1964年，中國的新型戰鬥機設計出來了，就差發動機用的耐高溫高壓渦輪葉片。當時這種高溫合金的鑄造空心渦輪葉片全世界只有美國才有。英國也在研究該項技術，但一直沒有實際應用。時任航空科學院的副總工程師榮科提出，中國要自主研製這種空心渦輪葉片，這在業內引起了很大的爭論，認為這幾乎是不可能完成的任務。於是榮科找到了師昌緒，問他能不能牽頭搞空心葉片，他當時任中科院金屬研究所高溫合金研究組負責人。

「我也沒見過空心葉片，也不知道怎麼做。」師昌緒回憶說，「但我當時就想，美國人做出來了，我們怎麼做不出來？中國人不比美國人笨，只要肯做，就一定能做出來。」

第二天，他與時任金屬所所長的李薰先生決定接受這個任務。榮科聽到這一消息自然高興，但同時也「提醒」師昌緒：我可是立了軍令狀的。師昌緒一笑：咱們就共同承擔吧。

由師昌緒掛帥，從金屬所的相關研究室挑選了「一百單八將」，成立了專門的項目組。他們採納了榮科「設計—材料—製造一體化」的建議，與發動機設計和製造廠等合力攻關。僅用了1年的時間，就攻克了型芯定位、造型、脫芯、合金質量控制等一系列的難關，於1965年做出了我國第一片鑄造鎳基高溫合金空心渦輪葉片，第二年11月正式投產。這使我國成為繼美國之後世界上第二個成功地採用了精鑄氣冷渦輪葉片的國家，僅比美國晚了5年的時間。迄今為止，這種空心渦輪葉片裝備了我國很多戰機發動機。

後來，國家決定把空心葉片的生產轉移到遠在貴州的一個工廠，航空部點名師昌緒帶隊到生產第一線，幫助解決生產中的技術難題。當時從瀋陽到貴陽要坐48個小時的悶罐火車，路上連喝的水都沒有。工廠的條件極為艱苦，一日三餐吃的都是發黴的大米和紅薯幹，以至於廠裡的總工程師過意不去，利用星期天到集市上買來白面，給科研人員蒸饃改善生活。師昌緒他們日夜在車間裡鏖戰。經過幾個月的努力，他們終於克服了實際生產中的技術難關，生產的數十萬個葉片沒出過質量問題。

科學家要具備戰略思維和戰略眼光

師昌緒常說自己是個愛管閒事的人，但他管的所謂「閒事」，卻都是關乎於國家發展方向的大事。1992年，他和幾位老科學家一起，上書黨中央國務院，倡導成立中國工程院。1994年，他主持了我國大飛機項目的論證，為先上支線飛機的決策提供了重要依據。

那時存在先研究大客機還是大運輸機的分歧，師昌緒提出來先研究大運輸機，因為這對推進中國經濟和國防現代化建設，應對搶險救災、人道主義救援等緊急情況，提高空軍戰略投送能力和中國軍隊履行使命任務能力，具有重要意義。

很多人認為他只是一個技術方面的專家，但他經常在做一些戰略方面的判斷。他卻說大政策上錯了就糟了，一個科學家要具備戰略思維和戰略眼光。

師昌緒在很多大事上的建議都體現出他作為一個戰略科學家的戰略眼光。在大飛機項目論證以後，師昌緒又提出研發大型模鍛壓機，讓飛機需要的大鍛件實現國產化。

師昌緒曾問設計人員，飛機需要的大鍛件怎麼解決，得到的回答是與國外合作。師昌緒敏銳的察覺這是個問題，大運輸機涉及國防，這種東西立足在國外，將來肯定會被「卡脖子」。於是他就組織了一個專家論證組，對大型模鍛壓機的研究做論證，最後論證斷定可以做一個8萬噸的鍛壓機，這在當時是全世界第一，蘇聯有兩套是7.5萬噸。斷定結果出來後上報國務院，國務院又批給發改委，發改委有些負責人就覺得這個利用率太低，沒有效益。

師昌緒解釋說，國防不能講究經濟效益，中國將來要變成一個製造強國，什麼是製造強國，強國的概念是別人不能做的我能做，大型模鍛壓機就是如此。

後來事實證明師昌緒的戰略思維是對的，歐洲人在得知我們在研究8萬噸的大型模鍛壓機後就想與我國合作。

有人評價師昌緒是一位特別的科學家，因為他不僅在自己的研究領域做出了卓越的貢獻，還總能站在更高的層面思考問題。碳纖維因為比重小，強度高，是國防軍工不可或缺的新材料。我國雖然已經開展了幾十年的研究，但始終進展不大，為此師昌緒非常著急。

「師先生，這個事您可別管！」2000年春，年近80的師昌緒找到國家自然科學基金委員會工程與材料科學部原常務副主任李克健，說想和他一起抓一下碳纖維。李克健聽後立馬搖頭：「這事太複雜，誰抓誰麻煩！」

李克健說的是大實話。質量輕、強度高的碳纖維是航天航空基礎原材料，我國從1975年就開始攻關，大會戰搞了不少，錢花了很多，就是拿不出合格穩定的產品，許多人避之唯恐不及。

「我們的國防太需要碳纖維了，不能總是靠進口。」師昌緒說，「如果碳纖維搞不上去，拖了國防的後腿，我死不瞑目。」

李克健聽後深受感動，接受了師昌緒的邀請。這年8月，師昌緒召集了由原國防科工委、科技部、總裝備部、基金委等相關單位58人參加的座談會，探討怎樣把碳纖維搞上去。會議紀要裡，專門寫了這樣一句：請師昌緒院士作為技術顧問和監督。

師昌緒欣然從命，很快又召集了第二次座談會，討論具體方法。座談會上，有人給師昌緒潑涼水：上億的資金哪裡去找？就是錢弄來了，誰去協調指揮？過去幾個部委聯合起來都沒弄好，你能指揮得動麼？

「只要國家需要，困難再大也要幹！」不服輸的師昌緒上書中央，陳說利害。很快，科技部在「863」計劃中專門增設了1億元的碳纖維專項。

在實施過程中，師昌緒吸取以前的教訓，定了一條規矩：統一領導，誰拿專項的錢，誰就歸我們管，不管你是哪個單位的。然後，專項領導小組派人到申報單位，現場取樣，讓第三方單位統一測試。數據出來後，大家一起討論，優勝劣汰。結果，志在必得的一所知名大學落選，產品過硬的一家民營企業一舉中標。師昌緒一抓到底，不僅多次到這家企業實地指導，還專門協調有關部門提供3000萬元資金，幫助相關單位開展應用試驗。現在，我國航天航空所需碳纖維已可立足國內，完全依賴進口成為歷史。

「我自己最大的特點，就是好管閒事」。師昌緒笑稱。

「師老很有眼光，他所管的閒事，要麼是剛剛起步、困難很多，要麼是涉及面廣、關係複雜。只要這些閒事關係到國家的重大需求，他就抓住不放。」李克健說。

「人生在世，首先要有一個正確的人生觀，要對人類有所貢獻。作為一個中國人，就要對中國做出貢獻，這是人生的第一要義。」這是師昌緒最常說的一句話，雖然樸實無華，卻凝聚著一位飽經滄桑的老知識分子大半個世紀以來投身科學事業，矢志報國的赤子情懷。