趙振業(yè) - 人物生平
一直從事航空超高強(qiáng)度鋼應(yīng)用基礎(chǔ)理論、合金設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用科學(xué)與技術(shù)研究。主持并為主完成“300M鋼應(yīng)用研究”，創(chuàng)新發(fā)展工程應(yīng)用科學(xué)與技術(shù)思路，設(shè)計(jì)長壽命起落架等總體技術(shù)方案，提出“無應(yīng)力集中”抗疲勞觀點(diǎn)，建立理論模型，研究并獲得抗疲勞微觀機(jī)理，創(chuàng)新和集成創(chuàng)新抗疲勞和氫脆應(yīng)用技術(shù)體系和先進(jìn)工藝技術(shù)。用于300M鋼制造殲8Ⅱ飛機(jī)主起落架，疲勞壽命達(dá)到6000h（其中包括增載30%后1000h）不破斷。遠(yuǎn)超過飛機(jī)3000h規(guī)定壽命和國外5000h最高規(guī)定壽命。創(chuàng)造性地解決了困擾先進(jìn)飛機(jī)設(shè)計(jì)、使用幾十年的超高強(qiáng)度鋼起落架工程應(yīng)用科學(xué)與技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了長壽命起落架重大工程目標(biāo)和技術(shù)跨越發(fā)展。服役14年來無故障并已實(shí)現(xiàn)工程化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于10種先進(jìn)型號(hào)飛機(jī)，獲國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。系統(tǒng)研究二次硬化、超細(xì)化等強(qiáng)韌化機(jī)理，合金設(shè)計(jì)獲中溫超高強(qiáng)度鋼、超高強(qiáng)度不銹鋼等5項(xiàng)發(fā)明，開拓航空超高強(qiáng)度鋼新領(lǐng)域，為合金體系發(fā)展和多項(xiàng)重大航空工程做出突出貢獻(xiàn)。
獲國家級(jí)科技成果獎(jiǎng)5項(xiàng)、國家發(fā)明專利2項(xiàng)、部級(jí)科技成果獎(jiǎng)6項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇、《合金鋼設(shè)計(jì)》專著。
2005年當(dāng)選為中國工程院院士。
趙振業(yè) - 科研成就
我國著名航空結(jié)構(gòu)材料專家、中國工程院院士趙振業(yè)，一直從事航空超高強(qiáng)度鋼應(yīng)用基礎(chǔ)理論、合金設(shè)計(jì)和應(yīng)用科學(xué)技術(shù)研究，為多項(xiàng)重大航空工程作出了突出貢獻(xiàn)。可以說，他的研究成果為我國航空領(lǐng)域的更新?lián)Q代作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。
300M鋼與應(yīng)用研究
起落架是飛機(jī)最重要的承力構(gòu)件，直接關(guān)系到飛機(jī)和乘員的安全。當(dāng)今世界上95%以上的飛機(jī)起落架都是采用超高強(qiáng)度鋼制造。超高強(qiáng)度鋼屬于材料科學(xué)前沿和研究熱點(diǎn)，飛機(jī)起落架用超高強(qiáng)度鋼是一個(gè)國家鋼鐵工業(yè)技術(shù)水平的標(biāo)志。
上世紀(jì)80年代后，發(fā)達(dá)國家起落架最高規(guī)定壽命5000飛行小時(shí)，與飛機(jī)同壽命。盡管新中國航空工業(yè)已取得巨大成就和長足發(fā)展，但與國外先進(jìn)技術(shù)相比，我國飛機(jī)起落架還處于落后狀態(tài)，集中表現(xiàn)為壽命短，安全性、可靠性差。當(dāng)時(shí)我國起落架的使用壽命僅200～500小時(shí)，一架飛機(jī)不得不準(zhǔn)備幾副起落架，成為制約先進(jìn)飛機(jī)設(shè)計(jì)和安全使用的瓶頸。
為解決飛機(jī)起落架這一重大航空工程難題，原國防科工委立項(xiàng)“飛機(jī)起落架用新型高強(qiáng)度鋼300M應(yīng)用研究”課題，這是一項(xiàng)涉及航空、冶金、機(jī)械三個(gè)部委12個(gè)廠所院校的系統(tǒng)工程，直接參研人員達(dá)百人以上。
300M鋼是美國國際鎳公司于上世紀(jì)50年代初在4340鋼基礎(chǔ)上添加了1.5%左右的硅而發(fā)展起來的新型超高強(qiáng)度鋼。其最大優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、韌性良好、固有疲勞強(qiáng)度高，美國于1965年正式用于制造飛機(jī)起落架。在美國，大約90%以上的軍民用飛機(jī)起落架都用300M鋼制造。這種鋼還被其他國家引進(jìn)使用，是世界上使用的強(qiáng)度最高、純度最高、綜合性能最好、應(yīng)用最廣的起落架用鋼。
1983年8月，趙振業(yè)接手主持300M鋼起落架項(xiàng)目研究。他對(duì)國內(nèi)外專業(yè)技術(shù)狀況進(jìn)行了全面調(diào)查，以其深厚的理論功底、非凡的分析能力重新對(duì)課題進(jìn)行了論證。結(jié)合我國冶金技術(shù)現(xiàn)狀，提出“提純?cè)牧希档土蚝俊焙汀扮?拔開坯”等工藝路線的建議，“提純?cè)牧稀本褪且乖牧系牧蚝拷档?.003%；“鐓-拔開坯”就是提高鍛比，解決組織不均勻問題。
1984年，撫順鋼廠采用經(jīng)過提純脫硫原材料，在6噸感應(yīng)爐和7噸自耗爐設(shè)備上熔煉了2爐雙真空300M鋼，鋼錠經(jīng)次鐓粗-拔長至直徑300毫米棒材。各種性能試驗(yàn)結(jié)果表明，國產(chǎn)300M鋼達(dá)到美標(biāo)要求和實(shí)物水平。國產(chǎn)300M鋼的成功，開拓了一條中國自己的冶金技術(shù)路線，中國航空超高強(qiáng)度鋼從此走上了VIM+VAR雙真空熔煉(VIM—真空感應(yīng)爐熔煉， VAR—真空電弧熔煉)的高純道路。
300M鋼用作起落架可做到體積小、重量輕、壽命長、使用可靠。但是，其突出缺點(diǎn)是疲勞強(qiáng)度對(duì)應(yīng)力集中敏感。材料在交變應(yīng)力作用下發(fā)生的破壞稱為疲勞破壞。通常材料承受的交變應(yīng)力遠(yuǎn)小于其靜載下的強(qiáng)度極限時(shí)，破壞就可能發(fā)生。另外材料會(huì)由于截面尺寸改變而引起應(yīng)力的局部增大，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。這個(gè)缺點(diǎn)如不解決，非但不能滿足起落架要求，充分發(fā)揮其超高強(qiáng)度優(yōu)越性，還會(huì)潛伏災(zāi)難性隱患。
材料研制成功后，趙振業(yè)開始進(jìn)行300M鋼應(yīng)用研究，研制長壽命起落架技術(shù)。他調(diào)研了飛機(jī)起落架設(shè)計(jì)與制造的整個(gè)工藝流程。在抗疲勞原理基礎(chǔ)上，趙振業(yè)提出一種“無應(yīng)力集中”抗疲勞概念，并率領(lǐng)課題組創(chuàng)新了10多種先進(jìn)工藝技術(shù)，形成了一整套抗疲勞應(yīng)用技術(shù)體系，其中包括整體鍛造、真空淬火等熱工藝技術(shù)體系，抗疲勞機(jī)械加工技術(shù)體系，表層組織再造改性技術(shù)體系，表面完整復(fù)合防護(hù)技術(shù)體系和低應(yīng)力集中細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)體系等。這些技術(shù)用于國產(chǎn)300M鋼制造飛機(jī)起落架，使起落架壽命一舉達(dá)到5000飛行小時(shí)不破斷，增加載荷30%后，再試1000小時(shí)仍不破斷。這一結(jié)果不僅使我國起落架首次與飛機(jī)機(jī)體同壽命，實(shí)現(xiàn)了長壽命起落架重大工程目標(biāo)，而且超過美國F-15、F-16戰(zhàn)機(jī)起落架5000飛行小時(shí)的規(guī)定壽命，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
目前，300M鋼長壽命起落架已工程化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于多種先進(jìn)型號(hào)飛機(jī)，至今最長使用時(shí)間達(dá)17年無一例故障。中國航空工業(yè)徹底解決了起落架難題。這一研究成果獲國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。300M鋼長壽命起落架技術(shù)正被用于大型運(yùn)輸機(jī)和客機(jī)。
中溫超高強(qiáng)度鋼
除300M鋼外，趙振業(yè)院士還主持了多項(xiàng)航空高強(qiáng)度鋼材料研究，對(duì)我國航空事業(yè)發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。
1975年，趙振業(yè)受命研究航空中溫超高強(qiáng)度鋼。立項(xiàng)研究時(shí)，除美國曾用H11熱作模具鋼制造過飛機(jī)后機(jī)身結(jié)構(gòu)件外，國內(nèi)外尚無航空中溫超高強(qiáng)度鋼。
為發(fā)展航空中溫超高強(qiáng)度鋼，趙振業(yè)首先研究了二次硬化機(jī)理。在應(yīng)用基礎(chǔ)研究基礎(chǔ)上，他采用Mo+Cr二次硬化設(shè)計(jì)新思路設(shè)計(jì)成功38Cr2Mo2VA鋼。它不僅達(dá)到了超高強(qiáng)度，綜合力學(xué)性能優(yōu)于H11鋼，耐溫高達(dá)500℃，而且鋼中合金元素比H11鋼降低35%以上，將中溫鋼由中合金體系降為低合金體系。新鋼種的研究成功，解決了殲擊機(jī)后機(jī)身超溫、超重、無材可選的問題，并使飛機(jī)后機(jī)身選材首次達(dá)到1800兆帕的超高強(qiáng)度�，F(xiàn)在，“中溫超高強(qiáng)度鋼38Cr2Mo2VA”已用作飛機(jī)后機(jī)身主承力構(gòu)件，生產(chǎn)使用以來沒有發(fā)生過故障，此成果獲國家發(fā)明三等獎(jiǎng)。
超高強(qiáng)度不銹鋼
趙振業(yè)教授還與他的研究生們一起，研究了超細(xì)馬氏體板條、新強(qiáng)化相Fe2Mo型laves相、M2C+Laves相聯(lián)合強(qiáng)化及其超細(xì)沉淀、逆轉(zhuǎn)變奧氏體精細(xì)結(jié)構(gòu)等強(qiáng)-韌化新機(jī)理，設(shè)計(jì)了一種新合金成分體系：Fe-14Cr-12C0-Mo-Me，經(jīng)200kg VIM+VAR雙真空高純?nèi)蹮捈翱刂葡嘧儫崽幚砗�，抗拉�?qiáng)度達(dá)到1860Mpa以上，斷裂韌性達(dá)到120Mpam1/2水平。首次把不銹鋼提升到超高強(qiáng)度高韌性，為開拓航空超高強(qiáng)度鋼新領(lǐng)域作出貢獻(xiàn)，獲國家發(fā)明專利。
在研究強(qiáng)-韌化新機(jī)理的基礎(chǔ)上，他又設(shè)計(jì)了一種表層硬化型軸承齒輪鋼成分體系Fe-130r-12Co-Mo-Nb-Me，其經(jīng)200kgVIM+VAR雙真空高純?nèi)蹮挘刂葡嘧儫崽幚砗�，達(dá)到1850MPa，Klc達(dá)到120Mpam1/2。同時(shí)，他創(chuàng)新了一種表面超硬-韌化概念和熱處理技術(shù)，使表面硬度達(dá)HRC72，500℃HRC63.5。由此實(shí)現(xiàn)了軸承齒輪鋼超高強(qiáng)度高韌性和超硬化，為解決長壽命、高能量傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵材料技術(shù)作出了貢獻(xiàn)，獲國家發(fā)明專利。
另外，趙振業(yè)教授還參與完成了“馬氏體熱強(qiáng)不銹鋼GX-8研究”，其綜合力學(xué)性能優(yōu)于國外同類鋼，已批量生產(chǎn)，用于發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片，輪盤等。自1973年起，在多種領(lǐng)域和環(huán)境中使用性能良好，無故障，獲全國科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)狀，國家發(fā)明四等獎(jiǎng)。
應(yīng)用基礎(chǔ)理論
研究是材料創(chuàng)新的基礎(chǔ)，也是當(dāng)前制約材料發(fā)展和應(yīng)用的薄弱環(huán)節(jié)。目前，趙振業(yè)和他的研究生們正潛心于航空超高強(qiáng)度鋼應(yīng)用基礎(chǔ)理論和合金設(shè)計(jì)研究。他研究高合金超高強(qiáng)度鋼強(qiáng)韌化機(jī)理獲得航空基金一等獎(jiǎng)；由他創(chuàng)意并參與研制成功的“動(dòng)態(tài)殘余奧氏體測(cè)定儀”，為研究鋼中殘余奧氏體服役條件下行為和超高強(qiáng)度鋼強(qiáng)-韌化機(jī)理研究提供了先進(jìn)方法，獲國家發(fā)明四等獎(jiǎng)；趙振業(yè)提出的材料兩個(gè)“全過程”研究理念正被同行認(rèn)可，并推動(dòng)材料科學(xué)與工程發(fā)展；趙振業(yè)提出的“無應(yīng)力集中”抗疲勞概念是一種關(guān)于帶有應(yīng)力集中的構(gòu)件具有無應(yīng)力集中時(shí)材料固有的疲勞強(qiáng)度的理論�，F(xiàn)在他正將這一理論擴(kuò)展應(yīng)用到高強(qiáng)度鋁合金、鈦合金和高溫合金構(gòu)件上去，通過創(chuàng)立新的抗疲勞制造技術(shù)體系，為構(gòu)件超高強(qiáng)度化奠定基礎(chǔ)，從根本上解決超高強(qiáng)度構(gòu)件長壽命、高可靠性、結(jié)構(gòu)再減重和經(jīng)濟(jì)可承受性等問題，實(shí)現(xiàn)我國制造技術(shù)的跨越發(fā)展，并達(dá)到國外先進(jìn)水平。
