冶金专家:曹荫之

作者:中国科学技术专家传略              发布时间:2015-03-09


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      曹荫之,合金钢专家。主持炮弹钢和坦克、装甲车辆用钢系列的仿制和生产。研制的“603”稀土处理无镍装甲钢获国家发明奖,在军工用钢的研制中,解决了一系列生产方面的技术难题。积极倡导研究低合金钢、微合金钢生产和应用技术。对我国军工用钢和低合金钢、微合金钢的研制和发展作出了重要贡献。

曹荫之, 1925815日出生于湖南省长沙市。曾在西南联大读书,后转入清华大学。1947年于清华大学机械系金相专业毕业,因成绩优秀,留校任助教。19499月,曹荫之响应国家号召来到急需人才的鞍钢工作,从此把毕生的精力和智慧奉献给鞍钢、奉献给祖国的钢铁事业。

曹荫之到鞍钢之初,就参加了鞍钢检验室的复工筹建工作,鞍钢检验室后来发展成为鞍钢钢铁研究所。接着与其他同志一起建立了鞍钢第一个金相热处理实验室,并筹建了鞍钢第一个生产一线的检验室(北部检验室),为鞍钢恢复生产,科学地检验产品质量和开展实验研究奠定了初步基础。20世纪50年代初,针对钢锭质量不良的问题,曹荫之等人在解剖研究日伪时期旧式钢锭断面的基础上,改进设计了“53015315”型钢锭模及保温帽和底盘等配套部件,为当时提高鞍钢钢锭质量,减少废品作出了重要贡献。

20世纪50年代初他就投身于军工用钢的生产和研制开发工作。1953年他作为军工用钢仿制小组主要成员,成功地生产出D60炮弹专用钢。1958年主持了我国第一代59式坦克用5个苏联牌号的装甲钢板和轮式装甲车用2∏钢板仿制和生产。我国独创的坦克用“603稀土处理无镍装甲钢”1965年获国家科委颁发的国家发明奖,他是主要发明人之一。60年代他负责仿制水面舰艇用苏联“СХП”系列的3个钢种及潜艇耐压壳体用钢。此外,他还参加和技术指导仿制苏联T-34坦克负重轮用五花扁钢、标准靶板、防盾钢板和高温合金GH30冷轧板的研制等。由于他在军工用钢研制方面作出了重要贡献,1985年在国防科工委、国家科委、国家计委、国家经委联合召开的国防军工协作会议上授予他“国防军工协作先进个人”荣誉称号。1988年荣获国防科工委颁发的“献身国防科技事业”荣誉证书和证章。

40余年来,曹荫之积极参与组织协调我国的低合金高强度钢的研制开发、推广和应用工作。他多次参加国际会议,并担任国际会议学术委员会负责人、分会主席、顾问。他收集翻译大量技术资料,组织编译低合金钢、微合金钢译文集并亲自撰写论文,指导科研项目,在国内,在鞍钢大力推广低合金钢、微合金钢生产和应用技术。在国家科委和冶金工业部召开的低合金钢、合金钢“六五”攻关表彰大会上,授予他“有重要贡献专家”的荣誉证书。他参加国家中长期发展规划的编制工作,获得国家科委1988年科技进步一等奖。曹荫之曾担任鞍钢钢铁研究所副所长、总工程师。在鞍钢历任检验室(后发展为鞍钢钢铁研究所)课题组组长、研究室主任、技术工作队队长,公司科技处轧钢室副主任,半连轧厂技术科科长,钢铁研究所副所长、总工程师,教授级高级工程师。1991年获国务院颁发的政府特殊津贴。1953 4月参加中国共产党。

他曾任中国兵工学会金属材料学会理事、《兵器材料与工程》杂志编委,国家自然科学基金委员会材料学部评审委员,中国材料研究学会首届理事,曾任中国金属学会《钢铁》杂志编委会副主任,《材料科学进展》杂志编委,冶金军工史《坦克及装甲车辆用钢专业史》编辑组长。他还是美国金属学会会员兼热处理分会创始会员和日本钢铁协会会员。曹荫之是诲人不倦的导师,曾任东北大学等多所院校兼职教授,培养硕士、博士研究生十余名,推荐选送出国深造青年科技人员十余人。 

仿制和研制炮弹用钢和坦克、装甲车辆用钢

鞍钢军工专用钢的生产是从炮弹用钢开始的。1951年鞍钢第一炼钢厂3号平炉炼出了鞍钢第一炉军工钢55号炮弹钢,1952年又炼出了50Mn炮弹钢。1953年开始仿制苏联D60炮弹用钢,从此鞍钢开始了军工专用钢生产的初创与仿制阶段。

由于55号钢和50Mn钢存在一定的质量问题,1953年起,根据当时苏联专家提供的资料决定仿制苏联炮弹用钢D60。为了加强对这项工作的组织领导,鞍钢公司成立了由刘嘉禾、曹荫之等若干人组成的“D60钢仿制小组”,该小组成员与苏联专家一起亲临一线指挥生产,成功地制造出D60炮弹专用钢。在这之后的几十年里D60作为我国炮弹专用钢的定型钢号,共生产了近百万吨钢,有力地支援了国防建设。另一方面,“D60钢仿制小组”在军工钢生产中发挥的重要作用,随着鞍钢军工生产任务的不断增加,1956年鞍钢公司正式立了军工生产管理机构 “特殊钢组”,组长是刘嘉禾,1958年由曹荫之担任组长。

鉴于曹荫之长期以来在军工用钢生产和研发方面作出的突出贡献,1985年荣获国防科工委、国家科委、国家计委、国家经委联合授予的“国防军工先进个人”荣誉称号。,1988年荣获国防科工委颁发的“献身国防科技三十七年”荣誉奖章。

鞍钢坦克用装甲钢的生产是从仿制苏联装甲钢的5个钢号(52С、42СМ、49С、43∏СМ、2∏)开始的。1958年鞍钢接受仿制任务,为保密,这些钢的代号分别为高压一至高压五。当时冶金工业部要求国庆十周年庆典上,由我国自己制造的坦克在天安门广场上接受党和国家领导人的检阅。仿制钢板和制造坦克总计时间1年左右,时间十分紧迫。曹荫之等夜以继日翻译和查阅有关资料并以最快速度编制出从钢锭生产到钢板轧制全工艺流程的操作要点,生产出第一批高压一至高压五5个钢号13个规格的1450吨成品钢板,按期完成了仿制任务。在国庆十周年庆典上,用我国自己生产的装甲钢板制造的首批59式主战坦克和59式中型牵引坦克方队,在天安门广场上接受党和国家领导人的检阅,向世界宣告我国第一代主战坦克胜利诞生。在仿制成功后的20多年的时间里,鞍钢共生产出高压系列装甲钢板11万吨,质量不断提高,解决了坦克制造的车体用钢问题。曹荫之及其合作者在总结生产经验的基础上,编写出《高压四、高压五钢板供应技术条件》,经装甲兵定型委员会审定批准,正式执行。

苏联牌号的装甲钢含有较多的合金元素镍,制造一辆装甲车需要耗用1吨左右的镍,每年则要消耗几千吨镍。60年代初,苏联中断了对我国的战略物资供应,欧美各国对我国实行禁运封锁政策。生产装甲钢板所需的镍得不到供应,直接影响了59式坦克制造用装甲钢板的生产。在这种情况下,研制符合我国资源情况、不含镍的装甲钢板是十分迫切的任务。19608月聂荣臻元帅批示,立即将无镍装甲钢板的研制列为重点项目。冶金工业部等有关部门决定由鞍钢、钢铁研究总院、617厂组成试制小组,在鞍钢党委统一领导下进行无镍装甲钢板的试制攻关,钢号为603,并在1961年内完成无镍装甲钢板30辆主战坦克的制造任务。曹荫之等专家制定了平炉冶炼条件下603钢板的技术方案。603成品钢板具有特厚(最厚为100毫米)、特宽(最宽为2460毫米)、特长(最长为7600毫米)、特窄(最窄为750毫米)等规格多的特点,在当时的工艺装备条件下给锭型、坯型的选择和轧制工艺带来极大困难。曹荫之等人反复计算,设计出几套轧制规程并到现场跟踪试制,发现问题立即采取措施改进轧制工艺,仅用3个星期就试制出第一批无镍装甲钢板,到19614月份共交货8100毫米厚的成品钢板240余吨。钢板在617厂进行工艺试验和靶试鉴定,专家认为,603钢的综合性能优于苏联装甲钢板。之后用603钢板制造的主战坦克经受了严格的跑车试验。受到聂荣臻元帅发来的贺电和冶金工业部、三机部的嘉奖。

603无镍装甲钢板的试制成功及时解决了我国坦克用钢供应紧张的局面。之后,开展了一系列的提高质量和技术经济指标的攻关,曹荫之等在特厚板坯热切割、提高钢锭加热质量和均热坑生产率、开发除氢等温处理新工艺、钢坯表面缺陷清理、制定不同锭重钢锭切头切尾率保证钢板质量和提高成材率等关键生产环节上,作出了重要贡献。钢的成材率比试制初期提高了20%以上。

19601966年鞍钢共生产603钢板7万余吨,有力地保证第一代国产主战坦克的制造。“603稀土处理无镍装甲钢”于1965年荣获国家科委颁发的国家发明奖,曹荫之是主要发明人之一,并于1964年荣获国家优质产品金奖。 

海军水面舰艇和潜艇用钢的仿制和生产

中华人民共和国成立后,我国早期的海军舰艇用材主要靠从苏联进口。20世纪60年代初,苏联政府停止供应我国各种造舰材料。为了尽快实现舰艇材料的国产化,首先从仿制苏联现有钢号入手。

在水面舰艇用钢方面,主要仿制苏联的СХЛ系列钢号中的СХЛ-1(屈服强度为345MPa级)、СХЛ-4(屈服强度为390MPa级)、СХЛ-5(屈服强度为440MPa级)3个钢号。仿制工作由鞍钢承担,鞍钢科研处负责项目的具体管理工作,曹荫之等全面负责仿制的技术工作。СХЛ系列钢含有较多的铬、镍、铜等合金元素,生产СХЛ系列钢对当时鞍钢只是一个生产普碳钢的企业来说是十分困难的。曹荫之等技术人员和广大一线工人,克服了钢锭合格率低、氧化铁皮压入造成钢板表面质量不良及性能不稳定等困难,仿制出一批批СХЛ系列钢,这些钢材经船厂复验和军代表认可后,用于我国海军水面舰艇的制造。

在潜艇耐压壳体用钢(钢板和球扁钢)方面,主要仿制苏联钢号АК系列中的АК25(定型后钢号改为“921”)。钢中含有Cr-Ni-Mo-V多种合金元素。在60年代初生产这类钢无疑是有很大困难的。曹荫之当时任特钢组组长,担任该项工作的技术指导。他们接待了来鞍钢介绍АК系列钢的苏联军方代表,得到了苏联的资料“АК系列钢技术条件”,之后又广泛地收集了美国、德国,日本、英国等国家的关于潜艇的片段资料,了解到一些关于潜艇耐压壳体用钢的情况。在试制过程中为解决去除氧化铁皮的问题,采用了大立辊破鳞、高压水除鳞、钢板表面喷洒食盐等多种方法,取得了显著效果。在没有压力淬火机的情况下,自制大型淬火水槽进行钢板淬火处理,但板形不好,直到1964年安装了压力淬火机,板形问题才得到解决。

АК系列潜艇耐压壳体用钢是白点敏感性钢种。由于当时的冶炼条件不能对钢水进行充分的脱氢处理,使钢中的白点缺陷成为耐压壳体用钢报废的一个主要原因。在解决白点缺陷的攻关中,曹荫之和中国科学院金属研究所的专家对白点的研究进行具体指导。用热处理法、探伤法、声发射法等多种方法测定白点的形成规律,测定钢中氢含量和钢坯不同冷却条件下的冷却曲线。通过大量的研究,总结出耐压壳体用钢缓冷新工艺,解决了耐压壳体用钢白点废品的难题,使钢的成材率显著提高。

19671978年鞍钢共生产仿苏耐压壳体用钢5万余吨。

在舰艇用钢方面曹荫之还参加了球扁钢的试制工作,对球扁钢试制成功作出了贡献。仿制苏联的水面舰艇СХЛ系列钢号和潜艇耐压壳体用钢АК系列,从当时的冶金装备条件和技术水平来看,是很大的突破。苏联钢号的仿制成功,解决了在当时欧美等国对我国经济封锁及苏联拒绝供应钢材的情况下,我国海军舰艇用材国产化问题,为海军建设作出了重要贡献。

积极推进我国低合金钢、微合金钢研发事业

50年代,国际上开始了低合金钢、微合金钢的研发工作。曹荫之敏在国际低合金钢、微合金钢的各种会议中,积极收集这个新研究领域的技术信息,进行分析研究。将收集到大量的资料,交给冶金工业部和鞍钢的有关部门并组织对这些资料的翻译、审定和编辑。还亲自撰写论文向国内介绍国外低合金钢、微合金钢的发展情况。19811997年曹荫之撰写低合金钢、微合金钢的强韧化机理、控制轧制、控制冷却方面的论文多篇,主编、编译大量国际会议文集,如《80年代合金钢》、《1987年费城低合金钢、微合金钢会议论文集》、《微合金化钢现代进展》等。

曹荫之在国际低合金钢、微合金钢的舞台上也十分活跃。1973年随冶金工业部代表团出国考察,1980年到英国参加相关的国际会议,1981年到日本参加国际轧钢会议,1983年参加费城第2届国际低合金钢、微合金钢会议并多次主持与外国专家学术交流的座谈会。在国际低合金钢、微合金钢的国际会议中,他多次担任国际会议学术委员会负责人、分会主席、顾问。他的渊博学识和对科学的执着精神受到国外同行的尊敬并因此结识了一大批国外冶金学界的朋友,与他保持联系的国外知名专家就有70余人。在曹荫之等人的大量联络工作的基础上,经我国有关部门的邀请,有120多位国际著名冶金专家参加了1985年北京低合金钢、微合金钢会议,在会议上进行了高水平的交流,使我国有更多的冶金工作者能够直接了解国际发展状况,对我国低合金钢、微合金钢的发展起了很好的推动作用。由于曹荫之在低合金钢、微合金钢领域的突出贡献,在国家科委和冶金工业部召开的低合金、合金钢“六五”攻关表彰大会上授予“有重要贡献专家”的荣誉证书,并担任冶金工业部开发合金钢、低合金钢、微合金钢政策研究小组成员和中国材料研究学会首届理事;而且成为美国金属学会(ASM)会员兼热处理分会创始会员;日本钢铁协会(ISIJ)会员。

80年代初曹荫之参加费城国际钢铁会议期间了解到铌在低合金钢、微合金钢中的重要作用,并获知巴西铌铁铌含量高(66%以上)而且价格低廉的信息后,展望到铌钢发展的广阔空间,开始在鞍钢、在国内介绍铌钢技术。经曹荫之的联络协调,1985年巴西铌公司(CB毫米)专家首次访问鞍钢,向鞍钢的科技工作者介绍铌在钢中的作用,签定了双边合作协议,将鞍钢的铌钢研发引向深入。在他的沟通协调下,20年间,巴西铌公司专家共访问鞍钢58人次,向鞍钢提供资料达数十千克。鞍钢的铌铁消费量达到100/年的水平,铌钢的技术水平、产品水平都有了显著的提高。为了纪念曹荫之在铌钢发展中作出的突出贡献,在他病逝的当年,中国中信金属公司和巴西铌公司把其在东北大学设置的奖学金更名为曹荫之奖学金。曹荫之还十分注意对年轻科技人员的培养。在他接受参加国际会议的邀请时,如有可能,总是推荐年轻科技人员参加,以开拓眼界,增长知识。

1985年在北京低合金钢、微合金钢会议上鞍钢有3篇论文在会上宣读。5年后,鞍钢在同样的会议上宣读的论文达到17篇,多数作者是年轻科技人员。为了做好这次会议的准备,曹荫之在论文选题,英文稿件撰写,英语宣读时的正确发音,以及会上可能被提出的问题等各个方面对年轻科技人员进行帮助和辅导。参加会议的年轻科技人员感到收获很大。鞍钢年轻科技人员的论文之多,覆盖面之大,受到大家的关注和受到国家科委及冶金工业部的表扬。由于曹荫之在低合金钢、微合金钢领域的声望和贡献,他被聘任为东北大学、大连理工大学、南京理工大学、沈阳工业学院兼职教授,培养硕士、博士研究生十余名。

曹荫之一生为祖国的冶金事业而奋斗,即使在离休后,仍然勤奋工作。2001年,也就是曹荫之病逝的前一年,年已77岁高龄的他,在建党80周年之际,与夫人共同写给党组织的思想汇报中有这样一组数字:“一年来,我们撰写了4篇在国际会议上发表的论文,译述论文10篇,转发国外寄来的技术资料2000余份,审核金相、金物检验报告、技术中心简介、第7届国际轧钢会议论文20余篇,向公司领导提交书面建议8篇,给青年技术人员讲课8次,接待科技人员50余次,向国外发出咨询信函180余封,……”。 曹荫之真正做到了为国家的冶金事业鞠躬尽瘁,死而后已。 

(高宏适)

 

 

1925815     出生于湖南省长沙市。

1942年~1949     在西南联大和清华大学机械系金相专业学习、毕业,任清华大学助教。

1949年~199012月 任鞍山钢铁公司鞍钢检验室金相试验班长、研究课长、研究室主任、技术工作队长,科技处轧钢室副主任,半连轧厂技术科长,钢铁研究所副所长、总工程师,教授级高级工程师。

199012       离休。

2002621  病逝于鞍山市。   

主 要 论 著

1 曹荫之. 重轨缺陷. 鞍钢,第68.

2 曹荫之. 钢中的氢和白点形成过程研究. (马鞍山钢铁公司内部刊物),1965.  

3 曹荫之. 科学技术在鞍钢生产发展中的作用. 2届中国科学会议.1985.12.

4 曹荫之 .低合金及微合金钢. 9届中国兵工学会金属材料年会.1986.
5
曹荫之.西方技术与苏联经济的发展(19301945. 社会科学出版社,1980.01.

6 曹荫之. 英国钢铁公司的科研机构. 国外冶金动态,1981(16).

7 曹荫之. 关于合金结构钢强化机理的某些应用. 金属材料与热加工工艺,1982(4).

8 曹荫之. 80年代合金钢. (鞍山钢铁公司内部资料).

9 曹荫之. 1987年费城低合金钢、微合金钢会议论文集.( 鞍山钢铁公司内部资料).

10 曹荫之. 微合金化钢现代进展. (鞍山钢铁公司内部资料).

11曹荫之,付俊岩.中国含钒低、微合金钢的开发与前景. 钢铁钒钛,2000,21(3).

12曹立,齐广霞,曹荫之等. 热轧工艺对低碳锰钼铌钢组织和性能的影响.  兵器材料科学与工程2000,23(2).

 

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