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第163章 材料难关,飞机骨架的突破(1/2)

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航空研究院的工棚里,气氛凝重得像要滴出水来。

王振华手里捏着一块巴掌大的金属板,板子表面坑坑洼洼,边缘还有裂纹。他抬起头,看着苏婉清,眼神里满是无奈。

“苏工,这是第六炉了。强度还是不够,韧性更差,一弯就裂。”

苏婉清接过金属板,手指用力一掰,“咔”的一声,板子从中间断成两截。

“铝含量太高了。”她把断板扔在桌上,“咱们用的铝锭纯度不够,杂质太多。硅、铁、铜这些杂质超标,导致合金性能上不去。”

陈致远凑过来,用放大镜观察断口:“晶粒太粗,热处理工艺有问题。咱们的炉子温度控制不准,保温时间也不够。”

李素芬在另一边,正对着一堆数据发愁。

“我计算过,按照图纸要求,机翼主梁的材料抗拉强度至少要达到三百兆帕。咱们现在做出来的,最好的那炉才二百二,差了一大截。”

王雷站在工棚门口,听着专家们的讨论,眉头紧锁。

材料问题,果然是最难啃的骨头。

“需要什么,你们列单子。”他走进工棚,“只要能搞到,我想办法。”

王振华苦笑:“王师长,不是我们列单子的问题。航空铝合金需要的原料,根据地根本没有。高纯铝锭、电解铜、金属镁、锰……这些都是战略物资,鬼子控制得很严。就算能搞到,咱们的冶炼设备也不行。”

他指着工棚角落那个土法炼铝的小高炉:“那玩意儿,温度上不去,气氛控制不了,成分波动太大。用它炼航空铝,跟用菜刀做外科手术差不多。”

苏婉清咬着嘴唇,在纸上写写画画。

“其实有个办法。”她突然说,“不用追求那么高的强度,我们可以改设计。把机翼主梁做成桁架结构,用钢管做骨架,外面蒙铝皮。虽然重一点,但强度能保证。”

“那重量得多多少?”陈致远问。

“至少增加百分之三十。”苏婉清算了算,“起飞重量会超标,发动机推重比不够,可能……飞不起来。”

工棚里一片沉默。

飞不起来,那造这飞机还有什么意义?

王雷走到桌前,拿起那截断裂的铝板,在手里掂了掂。

“如果……我是说如果,能搞到一种添加剂,能让铝的强度提高百分之五十呢?”

四个人同时抬头看他。

“王师长,您说的是强化剂?”王振华眼睛一亮,“我在美国的时候听说过,德国人在研究铝锂合金,加入锂元素可以大幅减轻重量提高强度。但那只是实验室阶段,而且锂是稀有金属,咱们去哪搞?”

“不是锂。”王雷摇头,“是一种……特殊矿物。我在山里勘察的时候发现的,当地人叫它‘白泥’,烧了之后是白色粉末,掺在铝里,能提高性能。”

他面不改色地扯谎。

其实哪有什么“白泥”,那是他从系统商城兑换的“航空铝合金强化添加剂”,一百积分一公斤。效果是能让普通铝合金性能提升百分之六十,接近7075的水平。

但这话不能说。

“白泥?”苏婉清皱眉,“具体成分是什么?”

“我也不懂,得你们分析。”王雷说,“我这就让人去取样品。”

半小时后,警卫员送来一小袋白色粉末。

王振华接过袋子,倒出一点在纸上。粉末很细,颜色纯白,在阳光下有微微反光。他用手指捻了捻,又凑近闻了闻。

“没有气味。小陈,拿去做成分分析。”

陈致远拿着粉末去了化验室——其实就是个简易棚子,里面有些瓶瓶罐罐和酒精灯。

化验结果下午就出来了。

“主要成分是氧化铝,但含有少量特殊氧化物……结构很奇怪,我在资料上没见过。”陈致远一脸困惑,“而且纯度极高,几乎不含杂质。王师长,这‘白泥’是从哪找到的?这不像天然矿物。”

“一座废矿里。”王雷继续编,“可能是以前日本人探矿时留下的。管它哪来的,能用就行。试试看,掺在铝里效果怎么样。”

当天晚上,第七炉试验开始。

小高炉点火,铝锭熔化。按照王振华的计算,在铝液中加入百分之三的“白泥”粉末,搅拌均匀,然后浇铸成板。

等待冷却的时间格外漫长。

工棚里,五个人围着炉子,谁也不说话。炉火映在脸上,忽明忽暗。

苏婉清手里捏着怀表,盯着秒针一圈圈走。

“时间到了。”她终于说。

模具打开,一块银灰色的金属板出现在眼前。

板子表面光滑,色泽均匀,没有之前那些气孔和裂纹。王振华戴上手套,拿起板子,掂了掂重量,又用手掰了掰。

“硬度感觉不一样。”他眼睛亮了,“小陈,拿硬度计!”

简易硬度计搬过来,压头在板子表面压出凹痕。读数出来时,陈致远倒吸一口凉气。

“布氏硬度……一百二十五!比之前提高了百分之八十!”

“快做拉伸试验!”李素芬催促。

拉伸试验机是自制的——用两个齿轮组和一根螺杆,夹住试件两头,手动旋转螺杆施加拉力,用弹簧秤测力。

试件是从板子上切下来的标准条。

王振华慢慢转动摇把,试件逐渐被拉长。弹簧秤的指针一点点向右移动,一百公斤、一百五、两百……

“咔!”

试件断裂了。

指针停在二百八十公斤的位置。

“换算成抗拉强度……”李素芬飞快计算,“三百一十兆帕!达标了!超过三百了!”

工棚里爆发出欢呼。

“成功了!真的成功了!”

苏婉清激动地抓住王雷的胳膊:“王师长!您这‘白泥’太神了!有了它,咱们的飞机材料问题就解决了一大半!”

王振华捧着那块断裂的试件,手都在抖。

“不可思议……真是不可思议。这种添加剂,如果能大规模应用,咱们的航空工业能少走十年弯路!”

“先别高兴太早。”王雷虽然也高兴,但还保持清醒,“一块板子成功,不代表能批量生产。接下来要试不同比例,试热处理工艺,试加工性能。还有,这‘白泥’我存量不多,得省着用。”

“存量多少?”陈致远问。

“大概……一百斤。”王雷说了个保守数字,“省着点,够造三架飞机的。”

其实系统商城无限供应,但不能说。

“一百斤……”王振华盘算,“百分之三的添加量,那就是能处理三千多斤铝。咱们计划的第一架‘烈龙’,空重三吨,铝合金大概用一吨半。一百斤添加剂,够造两架。”

“那就先保证第一架。”王雷拍板,“第二架的材料,等找到更多‘白泥’再说。”

有了突破口,接下来的工作就顺利多了。

王振华带领团队,开始系统性的试验。不同添加比例,不同熔炼温度,不同保温时间,不同冷却速度……一组组试验做下来,积累了大量数据。

三天后,最优工艺确定:添加百分之三点五的“白泥”,熔炼温度七百二十度,保温四十分钟,浇铸后自然冷却,再进行三百五十度时效处理六小时。

按这个工艺生产出的铝合金板,抗拉强度稳定在三百二十兆帕以上,延伸率达到百分之八,完全满足飞机骨架的要求。

材料问题解决了,下一个难题是成型。

飞机骨架不是平板,是复杂的曲面和构件。需要弯曲、冲压、铆接。根据地的设备,只有几台手摇冲床和几把榔头。

“只能手工敲了。”苏婉清看着图纸上那些曲线,“好在木制样机已经造出来了,可以照着样子敲。”

她说的木制样机,是几天前做出来的“烈龙”一比一木模型。用木头做出飞机的外形,用来验证设计和训练地勤。

现在,这个模型又有了新用途——当模具。

工棚里搭起了几个简易工作台。把铝板铺在木模上,工人用木槌和橡胶锤,一点一点敲出形状。这是个技术活,敲轻了形不成,敲重了板子就裂。

起初失败率很高,十块板子能敲废七块。

后来苏婉清想了个办法:把铝板加热。铝在三百度左右会变软,容易成型。于是工棚里又多了几个炭火盆,工人用长钳夹着铝板在火上烤,烤软了赶紧放到木模上敲。

这下成功率上来了。

但新问题又来了——加热不均匀,板子各处软硬不一样,敲出来的形状有偏差。

“得做个加热炉。”王振华说,“能控制温度,让整块板子均匀受热。”

“没那个条件。”苏婉清摇头,“咱们连温控仪表都没有。”

“那就土法上马。”陈致远插话,“我在德国工厂实习时,见过老师傅用沙子保温。把铝板埋进热沙子里,沙子传热均匀,保温时间长。”

“可以试试!”

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