李依依院士可能不會想到，當(dāng)年她和李殿中研究員把計算機(jī)模擬技術(shù)帶到工廠后，會給中國鑄鍛業(yè)帶來如此大的變化：鋼鐵業(yè)受益，造船業(yè)獲實惠，連三峽工程建設(shè)都得到了雨露甘泉。令她還沒有想到的是，他們提出的基于計算機(jī)工藝模擬的“可視化鑄鍛技術(shù)”，逐步成熟，且為工業(yè)界所接受。

　　日前，記者來到李依依所在的中科院金屬研究所材料加工模擬研究部采訪，了解了該研究團(tuán)隊是如何把最新科技推廣到企業(yè)的。

　　選準(zhǔn)突破口

　　1997年，從事材料研究的李依依瞄準(zhǔn)了材料制備工藝計算機(jī)模擬這一新興學(xué)科方向，決定把這一信息技術(shù)嫁接到金屬材料加工生產(chǎn)過程中。在她的倡導(dǎo)下，金屬所通過“百人計劃”引進(jìn)了李殿中，組建了材料加工模擬研究組。后李殿中成為材料加工模擬研究部主任，李依依、柯偉和英國John Campbell三位院士當(dāng)顧問，組成了一個能夠攻堅的研究團(tuán)隊（下稱團(tuán)隊）。

　　長期以來，我國熱加工鑄鍛件和復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)一直存在成本高、能耗高、附加值低、原材料消耗嚴(yán)重等問題。很多重大裝備的大型鑄鍛件依賴進(jìn)口，受制于人，有些特大型鑄鍛件花錢也買不到，嚴(yán)重制約了我國能源、冶金機(jī)械、船舶動力等重要產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。大型鑄鍛件和高附加值鑄鍛件依賴進(jìn)口的根本原因是國內(nèi)制造工藝缺乏核心技術(shù)。

　　2002年，團(tuán)隊與中國第一重型機(jī)械集團(tuán)公司簽署協(xié)議，合作開發(fā)生產(chǎn)大型鑄鋼支承輥。之所以選擇軋鋼中使用的支承輥作為突破口是因為我國是世界第一產(chǎn)鋼大國，鋼產(chǎn)量接近4億噸。而生產(chǎn)每噸鋼消耗軋輥2公斤，每年約消耗軋輥80萬噸，需要各類軋輥1萬支左右。凡高附加值的軋輥都需大量進(jìn)口。

　　四鑄成功

　　2002年秋，團(tuán)隊來到位于黑龍江省的中國一重。雙方要為中國鑄造第一支50噸重的大型鑄鋼支承輥。

　　支承輥的形狀有點像中國傳統(tǒng)的搟面杖，只不過中間部分的直徑比兩頭更大一些。團(tuán)隊反復(fù)模擬生產(chǎn)過程，計算參數(shù)，最后制定生產(chǎn)方案。12月，他們開始了第一次鑄造。團(tuán)隊人員親臨澆注現(xiàn)場，與技術(shù)人員細(xì)心交流，確保每一個工藝的正確實施。屋外的溫度已低至零下20多度，車間內(nèi)的溫度也很低，但是大家誰也沒有打退堂鼓，等到澆注完畢已經(jīng)是凌晨2點。

　　成型澆鑄工作結(jié)束后，脫模現(xiàn)場出了問題：鑄件不能從模型中脫出來。后來發(fā)現(xiàn)是模型的一個部位被鋼水沖出了一個小洞，鑄件上多長了一個“瘤子”，它的卡殼使鑄件不能脫離模型。第一個鑄鋼支承輥成形較好，但脫模過程并不完美。

　　“一個不行，我們就鑄第二個，第二個不行，我們就鑄第三個，鑄到第四個時，終于完美地成功了。” 李依依笑了。為了這個鑄件，團(tuán)隊前后在一重并肩工作了3年。

　　和鍛造支承輥相比，鑄造大型支承輥，不僅可以保證質(zhì)量，而且還大大地節(jié)省了材料及能耗。現(xiàn)在中國一重已運用這項新工藝，鑄造100噸級的軋輥了。

　　在一重進(jìn)行技術(shù)改造過程中，李依依和李殿中提出了“可視化鑄鍛技術(shù)”的概念，即通過實驗室的模擬仿真和等比例中試件的X射線實時觀察，直接透視鑄鍛件缺陷產(chǎn)生過程，從而提供最佳工藝方案，指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄鍛件。

　　下車間，讓團(tuán)隊一舉多得：既解決了我國工業(yè)界多年解決不了的技術(shù)難題，又豐富了鑄鍛的理論體系，而且還獲得相關(guān)授權(quán)專利50余項，出版專著一部，發(fā)表高水平論文100多篇。

　　新技術(shù)遍地開花

　　團(tuán)隊喜歡面對難題。繼首次成功開發(fā)出我國50噸級大型鑄鋼支承輥后，2005年，他們又開始向制造技術(shù)更難的大型船用曲軸挑戰(zhàn)。

　　曲軸是大型船舶的“心臟”。我國目前每年需要大型船用曲軸200多根。但由于自己不能生產(chǎn)船用曲軸而完全受制于國外。2005年時，國外曲軸都是按噸賣，每噸1萬美元左右。一根60機(jī)的曲軸重70噸，買一根就得花70多萬美元。后來供不應(yīng)求時，花再多的錢也買不到。由于曲軸受制于人，我國船舶行業(yè)呈現(xiàn)“船等機(jī)、機(jī)等軸”的被動局面。

　　曲軸中最難制造的當(dāng)屬曲拐鍛件，成形復(fù)雜。憑經(jīng)驗很難鍛造加工出合格品，成品率很低。團(tuán)隊在有關(guān)單位的支持下，通過計算機(jī)模擬仿真，采用反變形設(shè)計法，提供了曲軸鍛件模具設(shè)計圖紙和成套鍛造工藝，經(jīng)與上海重型機(jī)器廠合作，于2005年成功生產(chǎn)出我國第一根60機(jī)大型船用曲軸。

　　技術(shù)突破帶來了生產(chǎn)的巨大進(jìn)步。到2008年底，上海重型機(jī)器廠曲軸公司已經(jīng)生產(chǎn)了上百支大型船用曲軸。鞍山重型機(jī)械公司與大連重工也已能生產(chǎn)60機(jī)到90機(jī)的曲軸。中國人打破了國外對我國曲軸產(chǎn)品的壟斷。

　　幾年來，團(tuán)隊成員的足跡踏遍了中國一重、中國二重、上海重型、大連重工、鞍鋼重機(jī)、沈陽重型、中鐵山橋、沈陽鼓風(fēng)集團(tuán)、沈陽機(jī)床集團(tuán)公司、沈陽黎明發(fā)動機(jī)公司等企業(yè)，利用“可視化鑄鍛技術(shù)”，先后為大型鑄鋼支承輥、大型船用曲軸、三峽水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪部分鑄件、空心鋼錠、壓縮機(jī)缸體、噴泵葉輪、燃機(jī)機(jī)匣、燃機(jī)葉片、高速鐵路道岔、轉(zhuǎn)向架等關(guān)鍵件的開發(fā)起了重要的技術(shù)支撐作用，推動了我國鑄鍛業(yè)的跨越式發(fā)展。

　　為企業(yè)服務(wù)難在哪

　　“當(dāng)一個人或團(tuán)隊掌握著最新的制造技術(shù)和工藝時，似乎走入車間廠房就能對企業(yè)進(jìn)行一番技術(shù)改造，但實際并非如此。”李殿中研究員說：“最大的困難并不在于有沒有最新的技術(shù)，而在于下基層能不能吃苦和頂住壓力，能不能讓一線技術(shù)人員理解并掌握新技術(shù)和關(guān)鍵工藝。”

　　對于李依依院士來說，到企業(yè)推廣高技術(shù)有一定的風(fēng)險和壓力。她原本是研究冶金與材料的，現(xiàn)在要在傳統(tǒng)的工藝研究中熔入計算機(jī)技術(shù)，并與鑄造、鍛造、焊接、材料力學(xué)等學(xué)科交叉，作為院士首先要承擔(dān)項目失敗的風(fēng)險。李依依坦承：“如果我不搞這個可視化鑄鍛技術(shù)，只搞材料研究應(yīng)該是很舒服的。”除了超前進(jìn)行技術(shù)和工藝的研究之外，李依依最重要的工作就是為團(tuán)隊頂住各種各樣的風(fēng)涼話，增強(qiáng)團(tuán)隊信心，讓團(tuán)隊的工作能夠堅持下去。

　　可視化鑄鍛技術(shù)之所以能在國內(nèi)許多廠家生根，還在于團(tuán)隊里有一批能吃苦的干將。李殿中不但要在所內(nèi)搞研究，還要在生產(chǎn)第一線解決關(guān)鍵技術(shù)；工程技術(shù)人員夏立軍在研制支承輥時，長年累月住在一重廠內(nèi)，與車間技術(shù)人員和工人打成一片；組內(nèi)的研究人員，在試制曲軸時，索性就搬著電腦在現(xiàn)場調(diào)整參數(shù)……

　　科技是能夠創(chuàng)造神奇的。但這朵神奇之花必是深深地扎根于科研人員持之以恒的追求、不屈不撓的奮斗和“我不下地獄誰下地獄”的勇氣之中的。“可視化鑄鍛技術(shù)”的推廣就是一個最好的例證。