早晨,结构设计室里还带着夜间的凉意。程谨之刚在绘图板前坐下,门就被推开了。叶景行抱着个木箱子进来,箱子不大,但看着沉。
“老程,谢工那边送好东西来了!”叶景行把箱子小心翼翼放在桌上,打开盖子。
里面整整齐齐码着二十多块铝材试件,每块都打磨得光亮,上面用钢印打着编号和日期。程谨之拿起一块,对着窗户光仔细看断面——银白色的金属光泽均匀细腻,没有肉眼可见的气孔或夹杂。
“第几批了?”他问。
“第七批,按新工艺炼的。”叶景行翻出随箱的记录本,“谢工说,调整了电解槽的电流波形,还加了电磁搅拌,成分均匀性比前几批强多了。”
程谨之已经戴上手套,拿起卡尺开始测量试件尺寸:“那就测!今天上午把拉伸、抗压、弯曲全做一遍!”
两人抱着箱子来到材料实验室。这里新添置的万能材料试验机是上个月刚从太原拆运过来的美国货,虽然旧,但精度够用。机器旁边的小黑板上还留着上次测试时写的公式和计算结果。
“先做拉伸。”程谨之选了一块标着“707-03”的试件,装夹到试验机上。试件是标准的哑铃形,中间细,两头粗,尺寸完全按规范加工。
叶景行负责记录。他打开崭新的实验记录本——这是黄燕从仓库找出来的库存货,美国造的道林纸,纸质好得让人舍不得下笔。
机器启动,液压系统发出低沉的嗡鸣。上下夹头缓缓拉开,试件开始受拉。程谨之盯着测力计指针,叶景行盯着伸长计。
“载荷十吨十五吨二十吨”程谨之轻声念着。
试件中间逐渐变细,发出轻微的“吱吱”声,那是金属晶粒在滑移。但声音很均匀,没有突然的异响。
“二十五吨快到了”
测力计指针稳稳地爬升,最后停在二十七点五吨的位置,然后突然回落——试件在中间最细处整齐地拉断了。
“最大载荷二十七点五吨!”叶景行飞快记录,“试件原始截面积算下来抗拉强度是”他抓过计算尺哗啦一推,“三百二十兆帕!”
程谨之已经凑到断口前仔细看。断口呈暗灰色,有明显的颈缩和韧窝特征,典型的韧性断裂。他长舒一口气:“好!比设计要求的三百兆帕还高了二十!”
“再测屈服强度。”叶景行换上第二块试件。
这次试验要更精细。程谨之调慢了加载速度,眼睛几乎贴在伸长计上,寻找那个载荷不再增加、变形却持续增大的拐点。
“这儿!”他突然说,“载荷二十二吨,对应应力二百六十兆帕——屈服强度达标!”
两人对视一眼,眼里都有了笑意。但测试还没完。
接下来做抗压试验。圆柱形的试件放在压力板中间,机器从上往下施加压力。铝材受压时的表现和受拉不同,会像橡皮泥一样向四周鼓胀。
“注意看失稳。”程谨之提醒。
载荷加到十八吨时,试件侧面开始出现轻微的鼓胀。但直到二十五吨——对应压力三百兆帕——试件才突然“啪”地一声,像被踩扁的易拉罐一样塌陷。
“抗压强度三百兆帕,合格!”叶景行声音都提高了。
最后做弯曲试验。试件像座小桥一样架在两个支座上,压头从中间往下压。这是模拟飞机机身蒙皮受气流压力时的状态。
“老程,你猜这次能到多少?”叶景行问。
“按拉伸强度推算,弯曲强度应该在三百五到三百八之间。”程谨之盯着缓缓下降的压头。
试件慢慢弯曲,中间拱起。到一定角度后,上表面开始出现细微的裂纹,然后裂纹迅速扩展,试件“咔嚓”折断。
“最大载荷对应弯曲强度三百七十二兆帕!”叶景行报出数据。
程谨之摘下眼镜擦了擦,重新戴上,又看了一眼记录本上的所有数据:抗拉三百二,屈服二百六,抗压三百,弯曲三百七十二全部超过设计指标。
他沉默了几秒钟,突然“啪”地一拍桌子:“好!有这好材料,机身设计就没后顾之忧了!”
叶景行也笑了:“谢工这回可算扬眉吐气了。前六批不是强度不够就是成分不均,把他愁得头发都快掉光了。”
“走,把数据给江工、秦工他们看看!”程谨之抱起记录本就要往外走,忽然又停下,“等等,这批材料的疲劳测试做了吗?”
叶景行翻了翻记录本:“谢工附了张纸条,说疲劳试件正在做,要跑十万次循环,至少还得三天才能出数据。”
程谨之点点头,兴奋稍微平复了些:“也是,静强度达标只是第一步。飞机上天是动载荷,疲劳性能更关键。”
两人走出实验室时,正碰上陆哲远抱着一堆电路板往航电实验室走。看见他们,陆哲远打招呼:“程工、叶工,笑得这么开心,捡到宝了?”
“比捡到宝还高兴!”叶景行晃了晃记录本,“新铝材强度全部达标!”
“哟!那恭喜啊!”陆哲远凑过来看数据,虽然看不太懂那些力学参数,但能看懂“达标”俩字,“这下你们结构组可以放开手脚干了!”
正说着,苏瀚文从后面走来,淡淡说了句:“材料达标是好事,但陆哲远,你那个飞控计算机的机箱结构设计图,答应今天给我的,别忘了。”
陆哲远笑容一僵:“马马上!我这就去画!”
看着两人走远,程谨之对叶景行说:“走,先去找谢工,当面谢谢他。然后咱们得根据这批材料的实际性能,重新校核几个关键部位的应力。”
两人来到材料实验室时,谢明轩正趴在金相显微镜前看什么。听到脚步声,他抬起头,眼睛也是红红的——看来也熬夜了。
“谢工,数据出来了!”程谨之把记录本递过去,“全部达标,而且比预期还好!”
谢明轩接过本子,一页页翻看,紧绷的脸上终于露出笑容:“好好啊!不枉我盯了七天七夜的炉子。”他顿了顿,“不过老程,有个情况我得跟你说——这批材料的成分虽然均匀,但不同炉次之间还是有微小差异。你看这个编号707-03和707-11,镁含量差了百分之零点二。”
程谨之眉头微皱:“会影响性能一致性吗?”
“静强度影响不大,但疲劳性能”谢明轩摇头,“说不准。所以我才要做疲劳测试,而且每炉都要取样做。如果差异太大,就得考虑按炉次分批使用,不能混。”
叶景行叹口气:“那生产工艺管理就更复杂了。”
“复杂也得做。”程谨之很坚定,“飞机上不能用性能不稳定的材料。谢工,疲劳数据一出,马上通知我。如果各炉次差异在允许范围内,咱们就按计划推进;如果差异大咱们再想办法。”
离开材料实验室时,日头已经升得老高。程谨之看着手里那份沉甸甸的测试报告,心里一半是兴奋,一半是隐隐的担忧——材料静强度达标是天大的好消息,但疲劳性能这个未知数,就像悬在头顶的一把剑。而此刻他并不知道,三天后出炉的疲劳测试数据,会揭示一个更棘手的问题:这批铝材的高周疲劳性能优秀,但低周疲劳性能——也就是承受大应力、少次数循环的能力——却比预期低了百分之十五。这个问题,在飞机做特技机动或遭遇强气流时,可能会成为致命隐患。