朱耀霄
性别:
男
获奖年度:
1998
获奖奖项:
科学与技术进步奖
获奖学科:
技术科学奖
工作单位:
中国科学院金属研究所
朱耀霄,金属材料学家,1933年生于浙江省浦江县。1956年从北京钢铁学院工艺系毕业后,分配到中国科学院金属研究所,一直从事金属材料的研究工作。1985年晋升为研究员,历任项目负责人、研究室主任,现为“低偏析合金材料及其制品”国家重点工业性试验基地主任。
朱耀霄同志从事高温合金研究40年,先后负责完成了多项国家重点工程项目。在我国负责研制成功第一个铸造涡轮叶片用高温合金;创新性地发展出低偏析合金理论和工程技术,研制出具国际领先水平的低偏析高温、耐热、耐蚀、抗氢和不锈合金20余种。
朱耀霄是我国涡轮叶片用铸造高温合金领域的开拓者之一。早期涡轮叶片采用变形高温合金,50年代末美国首先开始研制铸造气冷涡轮叶片,使叶片的承温能力提高100K,英苏等国仍用变形高温合金。在老科学家领导下,力排前苏联专家的干扰,研制出第一代铸造空心涡轮叶片,其中我国第一个涡轮叶片铸造高温合金就是朱耀霄负责研制的,使我国航空用涡轮叶片材料和制造水平达到了国际先进水平。迄今还作为主要涡轮叶片材料在多种发动机中大量应用,已装机数千台。
我国从70年代开始研制工业燃机,他负责研制成功最关键的涡轮叶片材料抗热腐蚀铸造高温合金M38,并研制成功PG5000大型燃机一级涡轮叶片,填写了我国大型燃机涡轮叶片和抗热腐蚀高温合金的序篇。 朱耀霄是低偏析合金技术的发明人。凝固偏析是限制合金材料发展的主要障碍之一,特别是高合金化合金。朱耀霄在合金凝固偏析的研究中,发现了某些微量元素不仅本身严重偏聚,而且还影响主元素的凝固偏析。据此,他与他的合作者经过十余年的摸索和研究,建立了一套较完善国际独创的低偏析合金技术。主要内容是:研究确定各合金系严重影响凝固偏析的微量元素种类和允许上限;如何将这些微量元素降到允许上限以下的途径;建立10一‘级微量分析方法。在他的领导下,发展出了20余种国际领先的低偏析合金,推动了合金材料的发展,被国际上认为是我国合金领域最具特色的发明之一,1998年被国际材料协会授予“实用材料创新奖”;被编人《大不列颠工程材料百科全书》,是中国仅有的三项之一。 朱耀霄负责研制的低偏析M38G合金比同类合金提高承温能力25K,可使燃机推力增加10%,节油2%,满足了舰船燃机功率提高到13000马力的需要,攻克了英国人早想攻克的难关,而且在我国首次采用无余量精铸技术研制出了异形孔空心叶片,填补了国内空白。朱耀霄负责研制的国际独创低偏析无Hf定向DZl25L合金不仅承温能力比普通合金高20K,达到了国际上第一代单晶合金的水平,而且具有极优的定向柱晶生长能力,在生产复杂空腔无余量柱晶叶片时成品率高达60%,而一般合金仅约:10%,是一种理想的航空涡轮叶片材料。
燃机导向叶片直接承受极高温度的燃气的冲刷,经常容易烧坏。西方先进国家大多采用价格昂贵的钴基合金。我国由于资源问题,仍用镍基合金,但使用寿命极短。朱耀霄领导的课题组,利用低偏析技术,研制成功了一种新型导向叶片材料——M41合金,不仅使用性能优于钴基合金,而且价格低于现有导向叶片合金,因此不仅是先进发动机导向叶片必选材料,而且也是提高老机组可靠性的优选材料。 朱耀霄负责研制的低偏析耐热合金已用于玻璃棉生产线中的关键件一离心器和废气涡轮增压器叶片。早期我国的离心器主要依赖进口,由于低偏析M8合金的离心器不仅使用寿命比进口品延长50%,而且价格低,已全部替代进口,国际市场也很有竞争力。M91合金增压器叶片是我国唯一得到行业垄断公司ABB质量认可产品,是我国出口造船业、舰艇、速火车用增压器必选产品。该二种低偏析产品已批量供应市场,1998年产值超过1000万元。
690合金是核电站用关键管材,朱耀霄用低偏析技术在金属所较简陋的条件下,在短期内为国家提供了国家急需的管材。铬铜合金和高稀土合金的凝固偏析严重,欲降低其偏析的关键在于降低合金中的氧含量。目前世界最好水平是350×10~,朱耀霄领导的课题组已将上述合金中的氧含量降到100×10山以下,这将大幅度改进上述合金的性能。
朱耀霄创新性地提出了管式炉强化传热扭曲片整铸管的新设计思想。乙烯裂解模拟实验证明,该设计能明显提高传热效率、乙烯收率和减少结焦倾向,正在进行的工业性试验进一步证明了模拟实验结果。朱耀霄领导的低偏析技术,在产业化方面也迈出了一大步。由世行贷款400万美元,国家配套3000万元建立了“高性能均质合金国家工程研究中心”;国家投资1700万元建立了“特种合金管材研究中心”,以满足国内高质量特种管材的需要;由沈阳市贴息贷款500万元,于1996年建立了“低偏析合金中试基地”,成立3年产值4100万元,利税1600万元。为了满足不断发展的市场的需要,国家计委1998年批准总投资7300万元,将中试基地扩建成“低偏析合金材料及其制品”国家重点工业性试验基地,要求到2000年形成产值上亿元,利税3000多万元。
朱耀霄勇于创新、锲而不舍,学风严谨正派,成果显著。为了表扬他所做出的重要贡献,1996年被授予光华科技奖励基金二等奖。
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