回忆五十年前的两项科技攻关任务

施天生

　　摘要：

　　1967年，四川32111气井由于阀门腐蚀损坏造成严重事故。作者有幸参加了原中科院上海冶金所牵头组织的科研攻关，经过反复试验，解决了经济建设中的关键技术问题。作为一个科研工作者，能以自己的专业知识为国家的经济建设和国防建设切实地解决问题、添砖加瓦，心中特别高兴，这种满足感本身能胜过任何奖励。这充分体现了科学家的精神气质。

　　大约在1967年年中，四川32111气井由于阀门腐蚀损坏造成严重事故。油田希望我所(中科院上海冶金所，后更名为中科院上海微系统与信息技术研究所)研制新的抗H2S腐蚀的球阀。科研业务计划处的科长张超俊，提出要曹铁樑与我共同组织腐蚀室和物理室的有关科研人员协同攻关。

　　我们商定，腐蚀室负责模拟腐蚀试验和表面保护处理，物理室负责材料性能测试和结构分析，共同查明阀门损坏的原因，重新选定抗HS腐蚀的材料、工艺和表面保护措施，研制新阀门。

　　方案确定后，大家发挥所长，分头行动。陈俊明承担材料的模拟H2S腐蚀试验，陈庆贵、周佩德、葛庆麟负责原阀门的材料的熔炼加工和热处理，我和田佩兰负责性能测试和金相观察，曹铁樑、黄元伟负责表面保护处理……

　　实验结果表明，原阀门用的低合金钢经H2S腐蚀后，表面腐蚀情况并不严重，也没有发生裂纹。但在拉伸实验时却明显变脆，由原来的韧性断裂变为脆性断裂，显然这是一种很特殊的腐蚀损坏现象，原因不明，令人疑惑。随后在试验样品的断口观察中，发现断口处总有大小不一的圆形亮点，在灰暗的断面上呈现出银白色。我突然想到这是不是“白点”。“白点”是合金钢氧脆断裂的标志性特征，说明是腐蚀过程中腐蚀产物H进入了钢中，导致了氢脆。后来石声泰先生从国外文献上找到了H2S腐蚀时H会以原子态进入钢中的信息，这样就可以确定原阀门腐蚀损坏的原因。

　　原因找到了，就能对症下药。我们提出以抗腐蚀性能优越的钛合金(不腐蚀也就不产生H)和对氢脆不敏感的316奥氏体不锈钢和701黄铜作为新的抗H,S腐蚀的球阀材料的建议。而对原用的低合金钢则通过提高回火温度降低内应力和渗铬软氮化等抗腐蚀表面保护处理加以改进。同时也加工了新的球阀提供给油田。在大家的共同努力下，此次任务顺利完成。

　　大约过了半年后，在1968年春夏之交，科技组负责人李荣东找到我，要我去嘉定参加一项紧急的攻关任务。项目负责人陈文周告诉我，任务是要制作高速电机上使用的一种铜合金环，既要电导率高，又要强度高。这两个条件是有矛盾的，因此难度比较大;而且任务来得急，要求能尽快找到一种热处理工艺，使铜环性能同时满足这两个条件。因时间紧任务重，他还安排了一位姓车的女同志配合我开展工作。

　　经过调研，了解到这种合金环材料是一种时效硬化型的铜合金。我知道在时效过程中合金的电阻和强度会先上升达到极限后再下降，情况比较复杂。经过考虑，决定从比较容易的测量电阻入手，我们立即搭建了电阻测量装置，系统测定了时效过程中电阻变化的规律，初步确定能满足任务对材料电阻要求的工艺范围。然后根据时效过程这种强度变化和电阻变化虽然类似但又不完全同步(强度变化一般晚于电阻变化)的规律，进一步确定了电阻能满足要求且强度又较高的工艺范围。然后再通过对材料进行强度试验加以验证，使铜合金强度也能符合使用要求。

　　就这样我们很快地确定了铜合金热处理的工艺条件，按此制备的铜环材料一次即达到了任务要求。再经工厂师傅精加工成实用部件，由陈文周和我连夜送到闵行电机厂，圆满完成了这项紧急任务。

　　作为一个科研工作者，能以自己的专业知识为国家的经济建设和国防建设切实地解决问题、添砖加瓦，心中特别高兴，这种满足感本身能胜过任何奖励。

　　注:施天生，83岁，中科院上海微系统与信息技术研究所研究员。

　　本文源自：《定格在记忆中的光辉70年：献给中国科学院70周年华诞》，科学出版社，2019年