早晨,結構設計室裡還帶著夜間的涼意。程謹之剛在繪圖板前坐下,門就被推開了。葉景行抱著個木箱子進來,箱子不大,但看著沉。
“老程,謝工那邊送好東西來了!”葉景行把箱子小心翼翼放在桌上,開啟蓋子。
裡面整整齊齊碼著二十多塊鋁材試件,每塊都打磨得光亮,上面用鋼印打著編號和日期。程謹之拿起一塊,對著窗戶光仔細看斷面——銀白色的金屬光澤均勻細膩,沒有肉眼可見的氣孔或夾雜。
“第幾批了?”他問。
“第七批,按新工藝煉的。”葉景行翻出隨箱的記錄本,“謝工說,調整了電解槽的電流波形,還加了電磁攪拌,成分均勻性比前幾批強多了。”
程謹之已經戴上手套,拿起卡尺開始測量試件尺寸:“那就測!今天上午把拉伸、抗壓、彎曲全做一遍!”
兩人抱著箱子來到材料實驗室。這裡新添置的萬能材料試驗機是上個月剛從太原拆運過來的美國貨,雖然舊,但精度夠用。機器旁邊的小黑板上還留著上次測試時寫的公式和計算結果。
“先做拉伸。”程謹之選了一塊標著“707-03”的試件,裝夾到試驗機上。試件是標準的啞鈴形,中間細,兩頭粗,尺寸完全按規範加工。
葉景行負責記錄。他開啟嶄新的實驗記錄本——這是黃燕從倉庫找出來的庫存貨,美國造的道林紙,紙質好得讓人捨不得下筆。
機器啟動,液壓系統發出低沉的嗡鳴。上下夾頭緩緩拉開,試件開始受拉。程謹之盯著測力計指標,葉景行盯著伸長計。
“載荷十噸……十五噸……二十噸……”程謹之輕聲念著。
試件中間逐漸變細,發出輕微的“吱吱”聲,那是金屬晶粒在滑移。但聲音很均勻,沒有突然的異響。
“二十五噸……快到了……”
測力計指標穩穩地爬升,最後停在二十七點五噸的位置,然後突然回落——試件在中間最細處整齊地拉斷了。
“最大載荷二十七點五噸!”葉景行飛快記錄,“試件原始截面積……算下來抗拉強度是……”他抓過計算尺嘩啦一推,“三百二十兆帕!”
程謹之已經湊到斷口前仔細看。斷口呈暗灰色,有明顯的頸縮和韌窩特徵,典型的韌性斷裂。他長舒一口氣:“好!比設計要求的三百兆帕還高了二十!”
“再測屈服強度。”葉景行換上第二塊試件。
這次試驗要更精細。程謹之調慢了載入速度,眼睛幾乎貼在伸長計上,尋找那個載荷不再增加、變形卻持續增大的拐點。
“這兒!”他突然說,“載荷二十二噸,對應應力二百六十兆帕——屈服強度達標!”
兩人對視一眼,眼裡都有了笑意。但測試還沒完。
接下來做抗壓試驗。圓柱形的試件放在壓力板中間,機器從上往下施加壓力。鋁材受壓時的表現和受拉不同,會像橡皮泥一樣向四周鼓脹。
“注意看失穩。”程謹之提醒。
載荷加到十八噸時,試件側面開始出現輕微的鼓脹。但直到二十五噸——對應壓力三百兆帕——試件才突然“啪”地一聲,像被踩扁的易拉罐一樣塌陷。
“抗壓強度三百兆帕,合格!”葉景行聲音都提高了。
最後做彎曲試驗。試件像座小橋一樣架在兩個支座上,壓頭從中間往下壓。這是模擬飛機機身蒙皮受氣流壓力時的狀態。
“老程,你猜這次能到多少?”葉景行問。
“按拉伸強度推算,彎曲強度應該在三百五到三百八之間。”程謹之盯著緩緩下降的壓頭。
試件慢慢彎曲,中間拱起。到一定角度後,上表面開始出現細微的裂紋,然後裂紋迅速擴充套件,試件“咔嚓”折斷。
“最大載荷……對應彎曲強度三百七十二兆帕!”葉景行報出資料。
程謹之摘下眼鏡擦了擦,重新戴上,又看了一眼記錄本上的所有資料:抗拉三百二,屈服二百六,抗壓三百,彎曲三百七十二……全部超過設計指標。
他沉默了幾秒鐘,突然“啪”地一拍桌子:“好!有這好材料,機身設計就沒後顧之憂了!”
葉景行也笑了:“謝工這回可算揚眉吐氣了。前六批不是強度不夠就是成分不均,把他愁得頭髮都快掉光了。”
“走,把資料給江工、秦工他們看看!”程謹之抱起記錄本就要往外走,忽然又停下,“等等,這批材料的疲勞測試做了嗎?”
葉景行翻了翻記錄本:“謝工附了張紙條,說疲勞試件正在做,要跑十萬次迴圈,至少還得三天才能出資料。”
程謹之點點頭,興奮稍微平復了些:“也是,靜強度達標只是第一步。飛機上天是動載荷,疲勞效能更關鍵。”
兩人走出實驗室時,正碰上陸哲遠抱著一堆電路板往航電實驗室走。看見他們,陸哲遠打招呼:“程工、葉工,笑得這麼開心,撿到寶了?”
“比撿到寶還高興!”葉景行晃了晃記錄本,“新鋁材強度全部達標!”
“喲!那恭喜啊!”陸哲遠湊過來看資料,雖然看不太懂那些力學引數,但能看懂“達標”倆字,“這下你們結構組可以放開手腳幹了!”
正說著,蘇瀚文從後面走來,淡淡說了句:“材料達標是好事,但陸哲遠,你那個飛控計算機的機箱結構設計圖,答應今天給我的,別忘了。”
陸哲遠笑容一僵:“馬……馬上!我這就去畫!”
看著兩人走遠,程謹之對葉景行說:“走,先去找謝工,當面謝謝他。然後咱們得根據這批材料的實際效能,重新校核幾個關鍵部位的應力。”
兩人來到材料實驗室時,謝明軒正趴在金相顯微鏡前看甚麼。聽到腳步聲,他抬起頭,眼睛也是紅紅的——看來也熬夜了。
“謝工,資料出來了!”程謹之把記錄本遞過去,“全部達標,而且比預期還好!”
謝明軒接過本子,一頁頁翻看,緊繃的臉上終於露出笑容:“好……好啊!不枉我盯了七天七夜的爐子。”他頓了頓,“不過老程,有個情況我得跟你說——這批材料的成分雖然均勻,但不同爐次之間還是有微小差異。你看這個編號707-03和707-11,鎂含量差了百分之零點二。”
程謹之眉頭微皺:“會影響效能一致性嗎?”
“靜強度影響不大,但疲勞效能……”謝明軒搖頭,“說不準。所以我才要做疲勞測試,而且每爐都要取樣做。如果差異太大,就得考慮按爐次分批使用,不能混。”
葉景行嘆口氣:“那生產工藝管理就更復雜了。”
“複雜也得做。”程謹之很堅定,“飛機上不能用效能不穩定的材料。謝工,疲勞資料一出,馬上通知我。如果各爐次差異在允許範圍內,咱們就按計劃推進;如果差異大……咱們再想辦法。”
離開材料實驗室時,日頭已經升得老高。程謹之看著手裡那份沉甸甸的測試報告,心裡一半是興奮,一半是隱隱的擔憂——材料靜強度達標是天大的好訊息,但疲勞效能這個未知數,就像懸在頭頂的一把劍。而此刻他並不知道,三天後出爐的疲勞測試資料,會揭示一個更棘手的問題:這批鋁材的高周疲勞效能優秀,但低周疲勞效能——也就是承受大應力、少次數迴圈的能力——卻比預期低了百分之十五。這個問題,在飛機做特技機動或遭遇強氣流時,可能會成為致命隱患。