從馬裏亞納海溝萬（wàn）米深處的“奮鬥者”號載（zǎi）人艙，到托舉“嫦娥”探月的長征五號火箭氫泵葉輪，再到國產大飛機發動機的渦輪（lún）葉片，中國科學院金（jīn）屬研究所（以下簡稱金屬所（suǒ））鈦合金研究部團隊，將鈦這種（zhǒng）材料鍛造成支撐（chēng）大國重器的堅強骨骼。

“奮鬥者”號載人艙球殼。金屬所供圖

他們的研究成果屢次突破極限（xiàn），如同新中國高端材料發展史的生動縮影。

支撐（chēng）這些（xiē）輝煌成就的，是一種如（rú）鈦合金般獨特的科研品格——輕盈而能承千鈞，堅（jiān）韌可行至遠方，在星（xīng）辰大海處（chù）閃耀光芒。這種以“開（kāi）拓之勇、實踐之誠、奉獻之誌、求真之執”熔煉而成的“鈦魂”，正是這支200餘人隊伍的集體氣質。

開（kāi）拓之勇：於無人區踏出新路

2012年，我國“蛟龍（lóng）”號成功（gōng）突破7000米（mǐ）下潛深度後，萬米載人深潛關鍵技術攻關正式啟動。作為深海探測（cè）器的“生命艙”，載人（rén）艙材料成為首要攻克（kè）的難（nán）題。

當時，國際上的4大萬米深潛計劃均不（bú）約而同采用透明（míng）玻璃載人艙方案。這一選擇迅速成為（wéi）國際熱點，國內不少專家也（yě）擔憂鈦合金方案會落後。

鈦合金（jīn）研究（jiū）部時任主任楊銳作為萬米載人艙材料與製造技術攻關負責人，當時承受著巨大壓力。他帶（dài）領（lǐng）團隊回歸科學本質，詳細搜集各類數（shù）據，從斷裂力學的基本原理出發開展精準計算。結果清晰顯示，以當時掌握的材料性能，鈦合金的承壓能力約為玻璃（lí）的84倍（bèi）。

楊銳（ruì）果斷拍（pāi）板，徹底放棄玻璃方（fāng）案，堅定選擇鈦合金路徑。事實（shí）則印證了這一決策的遠見——那4個曾備受矚目的玻璃載人艙方案至今仍停留在圖紙與設想階段，而中國的鈦（tài）合（hé）金載人艙已（yǐ）伴隨“奮鬥者”號多次潛入萬米深淵。

然而，選（xuǎn）定方向僅是闖過第一道觀念關。當時國際通用的Ti64鈦合金僅能勉（miǎn）強製造承載兩人的艙體，且存在焊接後韌性大（dà）幅（fú）下降的（de）致命風險。而（ér）我國（guó）的目標是可承載三人、耐受萬（wàn）米深度的載人艙。這是（shì）一條無人走（zǒu）過的路。

“Ti64的路走不通，就走一條新路。”楊銳的聲音不高，卻為團（tuán）隊指明了方向。這意味（wèi）著要從（cóng）合金設計的源頭重（chóng）新出（chū）發。

實驗室化作“冶金廚房”，鈦、鋁、釩、鉬、鋯等元素如同食材，在真空熔煉爐中被反複配比（bǐ）、冶煉。每一道“新菜”出爐，都要經曆拉（lā）伸、衝擊、疲勞等一（yī）係列苛刻的“品鑒（jiàn）測試”。而最核心的考驗，在於載（zǎi）人艙焊縫韌性是否與艙體材料渾然（rán）一體。

失敗是常態（tài）。團（tuán）隊常圍（wéi）坐在一起，對（duì）著掃描（miáo）電鏡下的斷口照片，剖析微觀組織（zhī）的“症結（jié）”。每當有人氣餒，總會有同伴鼓勁：“怕什麽（me）？這次我們知道這個成分比例不行，那離‘行’的那個點（diǎn）又近了一步。”

曆經12輪艱難的摸索，一種（zhǒng）名為Ti62A的新型（xíng）鈦合（hé）金終於誕生。其焊接接（jiē）頭性（xìng）能曲線完美覆蓋所有設（shè）計指標。一位博士生在實驗記錄本上鄭重畫上一個略（luè）微顫抖的感歎號。

實驗室的成功，僅僅是（shì）攻關的上半場。

團隊成員立即攜帶核（hé）心（xīn）數（shù）據和工藝方案，紮進協作工（gōng）廠的焊接車間。在電弧與電（diàn）子束的光芒中，在工人師（shī）傅將信將疑的（de）目光（guāng）下，團隊用上千次的（de）工藝試（shì）板，將實驗室（shì）的“最佳參（cān）數”固化為工人手中可穩定複現的“操（cāo）作（zuò）規程”。

勇氣的真（zhēn）諦（dì），在於看清前路險阻後依然（rán）選擇前行（háng）。最終，由Ti62A打造的載人艙（cāng）成為（wéi）“奮鬥者”號潛入馬（mǎ）裏亞納海溝（gōu）萬米深處的堅強“生命堡壘”。

實踐之誠：紮進生產的土（tǔ）壤

在鈦合金研究部，科研成果（guǒ）的終點不是鑒（jiàn）定會上的（de）掌聲，而是生產線上（shàng）穩定、可靠的轟鳴（míng）聲。研究部副主任徐磊（lěi）對此感受深刻。他長（zhǎng）期從事粉末冶金（jīn）研究（jiū），主攻長（zhǎng）征五號運載火箭氫泵葉輪的精密製造。

這種葉輪是火箭（jiàn）發動機“心髒中的心髒（zāng）”，必須在-253℃的液氫環境中以每秒550米的速（sù）度旋轉——比音速還快，對（duì）材料（liào）性能和製造精度要（yào）求達到極（jí）致。更棘手的是，葉輪內部複雜的空腔流道無法（fǎ）機械加工，必須一次成形。

粉末冶（yě）金成形技術麵（miàn）臨的一個（gè）巨大障礙是，材料經成形工（gōng）藝後尺（chǐ）寸收縮率高達33%，而最終產品尺寸誤差需（xū）控製在0.1毫米內，僅相當（dāng）於3根頭發絲的直（zhí）徑（jìng）。

攻克理（lǐ）論瓶頸後，徐（xú）磊馬不停（tíng）蹄帶領課題組進駐協（xié）作工廠（chǎng），與（yǔ）工人師（shī）傅同吃同住，將實驗室的“參數組合”轉化為生產（chǎn）線上的“工藝（yì）文件”。為調試工藝，他們曾深（shēn）夜進入車間待命，既能在產線停下的那一刻馬上開（kāi）始（shǐ）調試，又能最大限度減少對企業（yè）生產節奏的影響（xiǎng）。

有一段（duàn）經曆讓徐磊記憶猶新（xīn）。2014年，他攜（xié）帶53支昂貴的鈦合金樣品前往檢測單位。用戶代表原（yuán）本隻（zhī）要求隨機檢（jiǎn）測2支，如果不（bú）合格（gé）則翻倍複檢。“結果一測（cè），2支樣品性能全部達標。”徐磊回憶，用戶代表驚訝之餘，又提議把其他51支樣品都（dōu）測了。最終檢測結果顯示，隻有（yǒu）3支樣品性能處於合格線（xiàn）邊緣，其餘（yú）全部優異。“材料確實很穩定。”徐磊感歎。

這份“穩（wěn）定”的背後，是無數次工藝優化和對生產細節的（de）極致（zhì）把控。例如，團隊將材（cái）料氧含量精準控（kòng）製在900~1100ppm（百萬分之一）的狹窄區間內——這是一（yī）個微妙平衡點，氧含量太低或太高都會影響材料性能。楊銳曾打趣道：“氧是個‘壞分子’，策（cè）反它（tā）就（jiù）好了。”

團隊的“實踐（jiàn）之誠”更體現（xiàn）在裝備自主創新上。由於許多關鍵（jiàn）設備沒有現成（chéng）的“貨（huò）架產品”，他們不得（dé）不自己動手研製。2006年，團隊引進國內第一台（tái）價值千萬元級別的潔淨製粉設備，但投入（rù）使用後卻問題頻發。“當時一項指標采用激光法檢測，就會對材料（liào）造（zào）成損傷。”徐磊回（huí）憶。

為此，他們聯合所（suǒ）內分析檢測部門的同事，對進口設備進行（háng）改造，並開發出適合自身需求的檢測方法（fǎ）。“買來的進口設備測不了，我們就用‘土辦法’改造。”徐磊說。

更大的挑（tiāo）戰出現在2012年。團隊（duì）發（fā）現製（zhì）造過程中存在氬氣泄漏問題，但當時缺乏有效的檢測手段——氬氣與氮氣的檢測峰重疊，難（nán）以區（qū）分。這一問題困擾了團隊4年，直至2016年（nián）才徹底攻克。

如（rú）今，團隊不僅建（jiàn）立了完善的氬氣檢測方法和標準，還實現了所有產品100%強製檢測。“很多外部機構也來找我們檢測。”徐磊自（zì）豪地說，這些自研設備和（hé）標（biāo）準已成為行業的重要參考。

這種紮根生產一線的（de）實（shí）踐精神，讓（ràng）科研（yán）成果真正接了地（dì）氣。

他們帶來的不僅是一個高性能合金配方，更（gèng）是一整套基於（yú）深度理解的工藝“說明書”：從海綿鈦（tài）熔煉的電流曲線，到（dào）鍛壓時的變形速率，再到熱處理（lǐ）爐內熱電偶的布點建議，均細致、詳細。團隊堅持將（jiāng）實驗室中探明的“為什麽”——為什麽這個溫度下韌性最好（hǎo）、為什麽那個變形量下組（zǔ）織最均勻，用最直白的語言和更（gèng）豐富的圖表轉化為工廠可落地的“怎麽辦”。

奉獻之誌：功成不必在我

材料研究，尤其是關乎國家重大裝（zhuāng）備的材料（liào）研究，往往意味著選擇了一條漫長而寂寞的道（dào）路。一個合金體係從（cóng）概（gài）念提出到（dào）成熟應用，10年是常事，20年也不罕見（jiàn）。在鈦合金研究部，近30年如一日地（dì）堅守（shǒu）國家最急需（xū）、最基礎的“硬骨（gǔ）頭”領（lǐng）域（yù），已成為一種集體追（zhuī）求。

“70後”研（yán）究員王玉敏是團隊“元老”之一。他的故事（shì）頗具傳奇色彩——大學畢業後當了5年高（gāo）中物理老師，出於對科（kē）學（xué）研究的喜愛，1999年考上金屬（shǔ）所研（yán）究生，成為楊銳的早（zǎo）期（qī）碩士生（shēng），研究方向是當時國內幾乎空白的鈦基複合材料。

“我（wǒ）來的時候，所裏連（lián）設備都沒有，我就坐在研究生工位上看了半年文獻。”王玉敏回憶道。當（dāng）時，鈦基複合材（cái）料在國際上隻有少數國家掌握，國內還處於纖維研發的起步（bù）階段。楊銳則對他說：“你要耐得住寂寞。”

這一“耐”便是20餘年。王玉敏一邊進行纖（xiān）維研究，一邊探（tàn）索構件製造。2005年博士畢（bì）業時（shí），他已取得不錯的研究成果，當（dāng）時有（yǒu）其（qí）他（tā）單位伸（shēn）出橄欖枝，還承諾為其家屬解（jiě）決工作。但猶豫之際，他意識到（dào）自己若離開了，這個方向的（de）研究就要斷了（le）。如今，他領導的課題（tí）組已（yǐ）有24名職工、14名研（yán）究生，建成了自（zì）主的（de）批量（liàng）生產線。

對王玉敏最嚴峻的考驗出現在2013年。在一個（gè）重大項目中，課題（tí）組耗時1年研製出的兩件高性能葉環，檢測時卻發現內部（bù）的纖維全部斷裂。“當天晚上，我和課題組兩位核（hé）心成員一起吃飯時，那兩個小（xiǎo）夥子都哭（kū）了。”王玉敏回憶說。

通過深入分析，他們發現問（wèn）題（tí）根源是內徑膨脹和外徑屈曲的匹配。這次失敗反而催生了新（xīn）技術思路。“所以，我們現（xiàn）在做（zuò）葉環是國內數一數二的水平。”王玉敏說。

這種“奉獻之誌”在（zài）團（tuán）隊中代代（dài）相（xiàng）傳（chuán）。鈦合金研究部主（zhǔ）任馬英傑提到（dào），他們目（mù）前應用的一項發動（dòng）機高溫鈦合金（jīn）材料技術，始於上（shàng）世紀80年代，由（yóu）楊銳的（de）導師開創。對於楊銳的學生們來說，“導師的導師去世多年後（hòu），其自主研發的高（gāo）溫鈦合金才獲得實際應用”。這種“功成不必（bì）在我”的胸懷，支撐著（zhe）團（tuán）隊在長周期研究（jiū）中堅（jiān）守初心。

團隊成員都（dōu）清楚，國家重大需求就是沒有退（tuì）路的使命。“我們生活在多樣（yàng）化的社（shè）會，也尊重青年科研人員及研究生的個（gè）人選擇（zé）。”在感慨科研使命時（shí），馬英傑特別（bié）提及團隊精神的傳承，“希望‘90後’‘00後’科研人員能夠（gòu）認同這種理念（niàn），在國（guó）家重大任務中找到使命認同感。”

求真之執：敢立科學言

麵（miàn）對工程實踐中（zhōng）的棘手難題，團隊有一（yī）個重要法寶：不滿足於經驗試錯，而是深入機理、探尋（xún）本質。

長征五號運（yùn）載（zǎi）火箭氫氧發動機氫泵葉輪的研製初期，曾遇（yù）到巨大困難——采用傳統精密鑄造的葉輪在試驗中爆裂，研製（zhì）工作陷入停滯（zhì）。美國航天飛機曾因類（lèi）似（sì）部件攻關受阻，導致整個計劃拖延3年。但用戶（hù）單位“等米下鍋”，迫（pò）切希望盡快攻克技術（shù）瓶頸。

麵（miàn）對巨大的時間壓（yā）力，團隊沒有盲目（mù）投入試錯循環。楊銳叫停了無目標的嚐試，引導大家將（jiāng）目光從具體的工藝參數上暫時移開，投向更本質的科學（xué）問題——粉末顆粒在高溫高壓下究竟是怎麽（me）運動、怎麽致密化的？這個過程能否用數學（xué）語言描述清楚？

方向就此扭轉。團隊組織理論功（gōng）底深厚的青年骨幹與計算模擬專家協作，開始構（gòu）建粉末致密化過（guò）程的多尺度模型。這（zhè）是一段更為抽象和枯燥的征程，屏幕上不再是具體的零件，而是流動的顆粒群、演化的溫度場和應力場。有人曾覺得這“不接地氣”，但楊銳異常堅持，“隻有看清了內在的‘理’，才能找到控製‘工’的鑰匙”。

模型的建立與修（xiū）正耗費了（le）大量心血。團隊需要將複雜（zá）的物理過程轉化為數學模型，再通過實驗數據反複校準。當模型終於能夠較為準（zhǔn）確地預測葉輪變形趨勢時，之前的迷霧豁然開朗。

團隊從盲目的“試”轉變為有目的的（de）“調”。他們根據模型預測，有針對性地（dì）調整工藝參數，觀察實際（jì）結（jié）果與預測（cè）的差異，再反饋修正模型。最終攻關（guān）成功的路徑，與最初的模擬預（yù）測曲線驚人地吻合。

憑借這條以理論計算引領的“新（xīn）路”，團隊僅用（yòng）1年就攻（gōng）克關鍵技術，18個月便（biàn）交付合格產品，不僅保障（zhàng）了發動機研製進度，更使製造精度（dù）比（bǐ）國際產（chǎn）品提升1倍，氫泵效率也從國外的（de）75.0%提升至76.5%，徹底破解這一“卡脖子”難題。

對“理”的執著，已成為團隊的科研文化。1969年，金屬所參與的“兩彈”攻（gōng）關任務結束後，部分人員根據時任所長李薰的部署啟動鈦合金研究，幾代科研人員薪火相傳，團（tuán）隊從早期不足10人（rén）的研究小組發展成為如今200餘人的“國家隊”，還入選科技部重點領域（yù）創新團隊。麵向國家重大需求，團隊形成了7個創新研究方向並行發展的格局。

從萬米（mǐ）深海到寰宇太空，從火箭心髒到大國（guó）翼骨，團隊的研究成果如繁（fán）星般點（diǎn）綴在國家科技（jì）崛（jué）起的（de）宏偉畫卷上。“鈦魂（hún）”從來不是口號，而是熔煉在每（měi）一（yī）次實驗、每一份（fèn）數據、每一道工序中的行動準則。

今（jīn）天，鈦合金團隊的目光已投向更遠的未來。新（xīn）一代耐高溫鈦基材料的初步數據正在演算，目標是挑戰1200℃極限，支撐未來更高速度的飛行（háng）夢想（xiǎng）。