林栋从东北重机厂回到奉天的时候,段工已经在实验室里坐了整整一个上午。
桌上排着五个玻璃瓶,每个瓶子里装着不同颜色的粉末,鞍钢废渣场的五个样本,不同位置,不同深度,铁砧的人天没亮就送过来了。
“测了没有?”
“测了,五个样本都含钴,最高的是第四个,深灰色那瓶,从废渣场东南角取多,堆高大约三米的位置,钴含量百分之零点三。”
林栋拿起那个瓶子对着窗口的光看了看,粉末颗粒很细,手指搓了一下有金属质感。
脚盆鸡占领时期在鞍山冶炼了十几年的矿石,钴作为伴生元素留在了废渣里,没人管。
“零点三够不够?”
“不够,燃烧室合金需要钴含量至少百分之八,零点三的原料直接投炉,合金性能达不到,钴在合金里的作用是固溶强化,提升高温蠕变抗力,低于百分之五,强化效果几乎为零。”
“先提纯,零点三的原矿跑一遍湿法冶金,能提到多少?”
段工推了一下眼镜。
“看工艺,电解沉积法理论上能提到百分之九十五以上,但废渣里不只有钴,还有铁、镍、铜、硫等,分离这些杂质需要氨水浸出加选择性沉淀。”
他停了一拍。
“林总工,我是搞橡胶的,湿法冶金不是我本行。”
“氨浸和电解沉积的核心是溶液反应控制,和你配橡胶配方一样,都是浓度,温度,时间的三角平衡,基地里只有你懂溶液化学。”
段工看着林栋,他想说这不是一个领域,但他知道现在不是讲领域的时候,现在是挺身而出抗责任的时候。
“需要通风橱,氨水气味很大。”
“孙文砚今天下午给你加装排风扇,多久能出第一批?”
“三天。”
“先做三天,同时走第二条路,毛熊进口,第三条路,替代合金,钼加钨的配方能不能替代钴?”
段工从抽屉里翻出一张纸条,上面是他在收到废渣之前就已经在算的东西。
“钼加钨的复合强化理论上可以部分替代钴,但钼的熔点比钴高,熔炼温度需要从一千五提到一千六,现有电弧炉最高温度……”
“一千五百五十,少了五十度。”
“对,所以替代方案的前提是改造电弧炉,加一组石墨电极,提高输入功率。”
三条路同时走:提纯、进口、替代,哪条先通走哪条。
电话响了,是铁道厂调度室转过来的。
毛熊驻兔子大使馆武官已经到了奉天火车站,比预定时间提前了半天。
“让他等。”
林栋挂了电话,继续看段工的纸条。
段工看着他。
“毛熊的武官,你让他等?”
“他提前了半天,难道要我等他?”
林栋把段工的纸条叠好放进口袋,站起来去了铁道厂调度室。
他到的时候谢尔盖已经坐在调度室唯一一把木椅子上了,金丝眼镜,头发梳得整齐。大衣搭在膝盖上。
谢尔盖·彼得罗夫,上校。
“你可以挂大衣,门后有钩子。”
“不用,奉天比莫斯科暖和。”
“零下二十度叫暖和?”
“莫斯科零下三十五。”
谢尔盖的声音很平,他在告诉林栋他做过功课,知道奉天的冬天温度。
“你要钴?”谢尔盖先开了口。
“对。”
“用途?”
“合金添加剂,喷气发动机燃烧室。”
谢尔盖的眼角微微动了一下。
红旗一号之后兔子下一个目标肯定是喷气式飞机,喷气发动机燃烧室需要钴基合金,这个技术路线在莫斯科的航空材料研究所里早就论证过了。
“毛熊有钴,科拉半岛的镍钴矿储量够你用一百年。”
“开价。”
“红旗一号涡轮泵的设计图纸。”
林栋看着他,桌上摊着一张纸,不是红旗一号的图,是一张空白记录纸,他拿起铅笔在上面写了两个字:不给。
“涡轮泵是导弹心脏,给图纸等于给整条产线,你的钴矿是一堆石头,石头换心脏,不换。”
谢尔盖没有动。
金丝眼镜后面的眼睛没有闪。
他在等。
“那你给什么?”
“近炸引信的陶瓷封装工艺。”
谢尔盖的手指在椅子扶手上轻轻敲了一下。
近炸引信本身毛熊已经有成熟技术,他们的S-25防空导弹用的就是无线电近炸引信。
但陶瓷封装工艺不同,红旗一号的近炸引信在超音速飞行中要承受三千度以上的气动加热,陶瓷封装的耐热和抗振性能比金属封装好得多,毛熊的电子管引信在极限工况下失效概率超过百分之十,就是因为陶瓷封装的工艺瓶颈。
“什么材料?”
“氧化铝,百分之九十九点九纯度,德景镇陶瓷研究所烧的。”
“封装工艺?”
“引信电路用氧化铝基板做衬底,电路镀上去之后用氧化铝盖板密封,烧结温度一千六百度,比电子管的玻璃封装高了将近四百度,密封性能在超音速飞行中零失效。”
谢尔盖沉默了将近十秒。
“只能给钴铁合金,是已经和铁配好比例的中间合金,含钴量百分之十二,你投炉之后只需要和镍基合金一起重熔,不用自己配比,每月供货量要多少?”
“第一批先来两百公斤,够做十二台发动机的燃烧室。”
“两百公斤钴铁合金,换你的陶瓷封装工艺图纸,工艺参数全公开,烧结温度曲线,氧化铝基板配方,镀膜工艺,密封测试标准。”
“全公开。”
林栋把那张写了“不给”的纸翻过来,在背面写了一行:近炸引信陶瓷封装工艺技术转让协议,下面画了一条线,等着谢尔盖签字。
谢尔盖愣了一下,看着那行字,然后从大衣内袋里掏出一支钢笔,拧开笔帽,在纸上签了名。
“第一批钴铁合金两周后到奉天。”
“陶瓷封装图纸今天下午出发。”
谢尔盖把钢笔收回去,站起来。
“林栋先生,你是我见过的最不客气的谈判对象。”
“你也是我见过的最不啰嗦的毛熊人。”
谢尔盖走到门口停了一步。
“你们那个近炸引信,从半岛到现在,打下来各型飞机加起来不下十架了,十架的残骸莫斯科都看过照片,引信引爆距离一致性高得不正常,是不是加了什么东西?”
“加了一级缓冲锁存器。”
“锁存器?”
“对,把引爆信号延迟零点零零五秒,延迟之后引信不会被弹体振动误触发。”
谢尔盖点了下头,没有再追问,他知道了原理,但不知道电路也没用。
“下一批钴铁合金的供货量,视陶瓷封装的试制结果而定,如果效果好,每月翻倍。”
“下一批的供货量,视你的诚意而定,锁存器的原理你拿去用了,每次供货多加五十公斤。”
谢尔盖看着他,眼睛在金丝眼镜后面没有表情。
“成交。”
门关上了。
调度室里只剩林栋一个人,桌上那张纸,正面写了“不给”,背面签了谢尔盖的名字,他把纸折起来放进抽屉,拿起红色电话。
“陈老总,毛熊武官刚走,钴铁合金两周后到奉天,代价是近炸引信的陶瓷封装工艺图纸。”
“全给了?”
“全给了,但锁存器没给。”
“他问了?”
“问了,我说了原理,没说电路,他知道有这个东西,但不知道怎么做。”
“他回去会让设计师自己试。”
“试不出来的,锁存器的时序和比较器的级联必须配套,少了一层级联逻辑,延迟就不是零点零零五秒,是零点零二,零点零二的延迟引信会在目标旁边提前引爆,他们至少需要半年才能吃透。”
林栋停顿了一下,继续说。
“半年时间,够把喷气式战斗机飞上天去。”
陈老总挂了电话。
三天后,段工把第一批钴从废渣里提出来了。
用的电解沉积法,钴离子在阴极上结成一层极薄的海绵状金属。
他把海绵钴从电极上刮下来的时候,手指在发抖,已经盯着电解槽连续看了二十个小时,眼睛在闪白光。
海绵钴的颜色是浅灰色的,表面有一层极细的金属光泽,他拿去做了光谱分析。
“纯度百分之九十六,剩下的百分之四是镍和微量铁,对燃烧室合金来说,镍不是杂质,反正镍基合金里本来就有镍,这批海绵钴可以直接用。”
“够做多少?”
“今天这炉出了大概八十克,三天的量能做一个小燃烧室试件。”
“先做一个。”
段工把海绵钴装进坩埚,镍基合金的料已经在旁边备好了,含钨,耐温一千二百度,加钴之后耐温能提到一千二百五十度,五十度的差距看起来不大,但对燃烧室来说,五十度意味着热点从一千一百八十度降到一千一百三十度,意味着穿透概率从每十次试车穿一次降到每五十次穿一次。
电弧炉点火,合金料熔化之后段工把海绵钴投进去,钴在合金液里溶解的速度比他预想的快,不到两分钟,光谱分析仪上钴的吸收峰就稳定了。
钴含量百分之八点三,刚好在目标区间。
合金液倒入燃烧室试件的模具,冷却之后是一个小圆柱体,直径五厘米,高八厘米,这只是材料试件,试件要先进高温炉做蠕变测试。
“蠕变测试要做多久?”
“国标一百小时,但可以做加速测试,温度提到一千三百五十度,应力增加百分之二十,二十小时出结果。”
“做。”
段工把试件推进蠕变测试炉,升温。
一千三百五十度。
加载。
炉子上的数字开始跳。
零点一小时。
零点五小时。
一小时。
两小时。
试件的延伸率从零点一毫米开始往上走,钴基合金的蠕变曲线比他见过的任何材料都平缓。
二十小时后。
段工把试件从炉子里拿出来,试件比放进去的时候长了零点三毫米,蠕变量。在国标允许范围内。
“通过!相当于常规一百小时。”
林栋把试件翻过来看了看表面,没有微裂纹,没有氧化剥落,蠕变曲线平滑,钴在合金里的分布均匀,没有局部偏析。
“用这批合金做第一个真正的燃烧室火焰筒。”
当天晚上,第一个用国产钴合金造的燃烧室火焰筒从电弧炉里出来了。
段工拿着千分尺把它从头到尾测了一遍,壁厚,内径,燃料喷嘴安装座的同轴度,火焰筒出口角度的对称性,每一项都对。
壁厚比不加钴的版本薄了零点一毫米,钴强化的效果已经开始显现了,更薄的壁厚意味着更轻的重量,更轻的重量意味着发动机推重比能往上提。
韩铁生从东北重机厂发回了第六件涡轮盘晶粒度检测。
晶粒度八级。
盘缘厚度公差零点零三,十二件已经锻了一半。
火焰筒装进试车台的燃烧室壳体里,燃料喷嘴接上,点火电极接上,排气管道接上。
林栋站在试车台控制间里,手按在点火开关上面。
段工站在他旁边。
“毛熊的钴两周后才到,这支火焰筒用的是鞍钢废渣的钴,八十克海绵钴,全在这里了。”
“鞍钢废渣的钴够用多久?”
“按现在的提纯速度,日产八十克,一个月能做四支燃烧室,够测四台发动机。”
“四台够了,毛熊的钴到了之后做量产。”
林栋按下了点火开关。
燃烧室里传来一声低沉的轰鸣,火焰从排气管道里喷出来,橙红色的,带着一条白色的尾焰,温度表上的数字在跳。
八百度。
一千度。
一千一百五十度。
段工盯着温度表。
“正常,在预设范围内。”
一千一百八十度,设计热点温度。
温度继续往上走,一千二百度。
段工的手指在记录本上停住了。
“超了。”
“多少?”
“二十度,还在爬。”
一千二百二十度。
一千二百四十度。
温度表的指针在抖。
系统光幕在林栋眼前弹开了。
【燃烧室试车预警:火焰筒前段与燃料喷嘴交汇区温度异常攀升,当前温度:1302℃,设计上限:1250℃,超出设计值52℃。】
【预判:热点偏移,加长三十毫米的修正量不足,火焰筒在持续超温状态下运行,预计47秒后达到合金蠕变临界点。】
四十七秒。
林栋的手还按在点火开关上。