胡壮麒, 材料学家, 中国工程院院士。成功地研制出我国第一代铸造多孔空心叶片,发展出一系列性能优异的高温合金及其他新材料、新工艺并在多项国家重点工程中获得应用；致力于研究非平衡凝固和约束条件下的定向凝固和快速凝固理论，做出了开拓性的工作。 

 

胡壮麒，1929年8月31日出生于上海。

1948年，他同时考取了沪江大学、交通大学、之江大学和东吴大学。因为喜爱化学， 他挑选了沪江大学。1950年加入了新民主主义青年团。

1952年，他被分配到中国科学院金属研究所，从研究实习员到中国工程院院士，一干就是五十多年。

他先后获得的奖项有：“发动机配套的多孔气冷铸造一级涡轮叶片的研制与推广”1985年获国家科技进步一等奖；“增压器转子叶轮”1964年获中科院优秀奖；“超声气体雾化微晶金属粉末工艺”1989年获国家科技进步二等奖；“纳米金属材料形成、微观结构与性能研究”1997年获国家自然科学三等奖；“发动机一级涡轮叶片K17G铸造镍基合金”1986年获中科院科技进步二等奖；“燃气发生器DZ38G合金定向结晶涡轮叶片及防护涂层”1993年获中科院科技进步二等奖；“缺口前端双氢峰发现及型变氢迁移和微区氢扩散的新发现”1992年获中科院自然科学三等奖；“铸锭法铝锂-I合金研制”1993年获中科院科技进步三等奖；“单晶镍基高温合金非平衡凝固行为的研究”1997年获国家教委三等奖；“超声气体雾化研制MCrAlY合金系列粉末” 和“贮氢材料的表面改性与超高压高纯氢压缩装置”1998、1999年分别获辽宁省科技进步一等奖；“机械合金化过程中非晶态与纳米晶形成及结构研究”2002年获辽宁省自然科学一等奖；“急冷合金催化材料” 2002年获辽宁省科技发明二等奖；“电磁凝固成形的规律与理论”2004年获辽宁省自然科学二等奖；共取得授权专利50项。

他1959年被评为辽宁省青年社会主义建设积极分子;1985年被沈阳分院命名为优秀研究生导师;1987年被评为辽宁省劳动模范;1988年被评为辽宁省有突出贡献的科学技术人员和辽宁省优秀专家, 享有政府特殊津贴，国家国防科学技术工业委员会授予他献身国防科技事业荣誉证章和证书，1995年当选为中国工程院院士，被评为2000年中国科学院沈阳分院优秀研究导师; 2000年、2002年、2004年分别被授予沈阳市荣誉优秀专家和辽宁省优秀专家；2002年获中国科学院宝洁优秀研究生导师奖；2003年获何梁何利基金科学与技术进步奖；2004年被中国金属学会高温合金学术委员会授予杰出贡献奖。                    

从事高温合金材料研究，为国防事业作出重要贡献

1960年，根据国家的规划，他将科研工作重点转移到国防急需的高温合金新材料领域，当时，我国的直升飞机在高原飞行时，因缺氧汽油燃烧无力不能拔高，迫切需要研制出一种加压装置来改进直升机的性能。设在发动机排气管道上的增压涡轮已经设计出来了，研制工作由金属研究所负责。胡壮麒等接受了这项重要任务。

    飞机涡轮增压器，每分钟转数在2万次以上，耐800℃以上的高温，而且体积小、形状复杂、工艺要求高，无余量加工，必须一次成型，更重要的是时间紧迫。他埋头钻研，始终处于最佳的工作状态中。

    他们采用了真空冶炼的方法，严格控制杂质；从模具入手，保证了金属的纯洁度，很快研制出我国的第一个涡轮增压器，使直升飞机提高升限，适应了高原环境， 为国防事业作出了重要贡献。

20世纪60年代，苏联突然撤走专家， 停止援助，国家下达了研制空心涡轮叶片的任务，把研制难度最大的九小孔精铸方案交给了金属所，李薰和师昌绪两位院士接下军令状。

空心涡轮叶片是先进战机心脏中的核心。发动机叶片要求性能优异的合金，他和师先生率领的科研人员攻克一道道难关，终于研制成一种铸造镍基合金，解决了高速旋转下的综合性能要求。但在铸造工艺上遇到了难题：这种叶片要求铸造时在80毫米长有弯角的叶片中做出9个孔，以达到散热的目的，其精密程度要求极高。必须选好型芯材料，浇铸后再脱芯变空心。在大量的研究方案中经过反复筛选与实验,都先后失败，研制受阻。后来他在查阅文献时，在一份国外铸造杂志中发现一家公司反复登出售石英管的广告，给了他很大的启示：型芯材料如果是空心，将来脱芯就容易得多，用石英管保证了内壁光滑，石英管还可弯成一定的角度。于是，他大胆提出了用石英管做型芯，成型后再用氢氟酸灌入溶化石英的新方案。经试验用石英管作为九小孔型芯制成的空心叶片获得成功，使得航空发动机燃气进口温度提高100℃，标志着我国已走在同类科研项目的前列。当时只有美国走的是这一条路。这种新材料又被推广到其他机组工程上应用。此成果的研制始于1964年，使用于70年代，1985年荣获国家科技进步一等奖。至今空军的主要机种仍在使用这种发动机。用这种叶片制造的发动机经济效益很大，已生产逾千台。

1962年在研究某种铸造合金基础上，通过控制凝固偏析提高组织稳定性，又发展出一种改型铸造镍基合金，为大型民航客机的发动机提供了综合性能更为优良新的叶片材料，提高了使用寿命，优化了合金成分, 改善了组织稳定性，并通过国际民航适航性试车，试飞成功。此项成果获中国科学院科技进步二等奖。  

以凝固理论为基础，开发新工艺和新材料

    快速凝固技术是1960年出现的一种新技术，应用此项技术不仅可以显著改善现有合金微观组织和提高合金的性能，而且可以研制具有优异性能的新型合金材料，快速凝固技术已经成为材料科学的一个重要分支。在发达国家,这方面的研究正迅速发展并在许多领域得到实际应用,有着十分广阔的应用前景。我国科技工作者自70年代起就将快速凝固技术应用于非晶态材料和微米级、纳米级新材料的研制。

胡壮麒带领课题组环绕凝固学科开展各项研究工作，如定向凝固、 快速凝固、电磁离心凝固、高压下凝固等等。他发现金属材料中的缺陷很多是从液态凝固成固态过程中形成的，如宏观偏析、疏松、热裂等,而且很难在固态中加以消除。因此研究凝固至关重要，它对产品的质量有重要影响，通过凝固研究，还可发展出很多新技术和新材料。

1981至1982年, 他在美国麻省理工学院材料系做访问学者。这一年他基本上了解清楚了有关凝固学科的发展动向。他提出了在高温合金方面发展定向凝固技术。当时国内没有定向凝固炉，国外实行技术封锁，他们就自行设计、自行加工，安装了一台定向凝固炉。80年代初, 研制出国内外第一种抗热腐蚀的定向结晶镍基合金，并应用在重点工程上。这项成果获中国科学院科技进步二等奖。该工程所需的另一种抗热腐蚀DD8单晶镍基合金也研制成功。“单晶镍基高温合金非平衡凝固行为的研究”获得国家教委颁发的三等奖。

    1990年研制国内第一个定向结晶钴基合金，目前，该项课题已通过了航空部的鉴定，已应用于某重点工程中作为高压空心导向叶片材料。

他和周尭、傅恒志两位院士先后共同主持的两个有关凝固的国家基金委重大基金项目，就是以金属材料为研究对象，以制备过程中的关键环节——凝固和成形为切入点， 建立高熔点金属凝固过程中直接加工成形、半固态凝固成形、研究多物理场交互耦合作用下凝固成形规律以及对组织和性能的影响，创建冶金凝固成形新技术、新理论， 并可制备出优质的钢材和零部件，为我国冶金短流程新技术的实现奠定了良好的基础。

在国家基金委重点项目“钢亚快速凝固机理、控制方法及对材料性能的影响”中建立了近终形薄带钢铸轧技术的动态凝固成形过程和质量控制；建立了半固态浆料在直接连续成形和喷射铸造成形的流变规律和动态凝固规律；建立了电磁场和电场作用下熔体在凝固过程中传热传质规律。强调了多学科交叉，强调了多物理场的交互耦合作用，强调创造新的短流程和新技术，强调以在国民经济建设中具有重大应用价值的钢铁材料为主要研究对象。

他和研究室的科技人员一起发展了超声气体雾化法制备微晶粉末技术，该成果获国家科技进步二等奖，为国家重点工程研制涡轮外环等热端部件所需的NiCrAlY合金微晶粉末，获得成功。同时还研制出新一代的加氢催化剂，使催化效率提高20％。

   

坚持在创新中求发展

科研创新现在已越来越引起世界各国的注意，要创新，就要注意抓住生长点和交叉点。学科领域间的交叉、融合、集成、孕育更多的创新性研究成果。例如,他们根据石化总公司提出的提高耐热炉管寿命的要求，分析了裂纹常常沿柱状晶扩展，而柱状晶是用离心铸造技术凝固的必然产物，提出了在电磁场和离心力场的复合物理场下，改变凝固的组织， 使柱状晶组织改变成等轴晶组织，变成一种全新的技术，国内外都未曾有过报道，结果使持久蠕变性能大幅度地提高，使HK级耐热钢的性能在不改变成分的情况下，达到HP级耐热钢的性能。这是用几种已有的技术交叉融合在一起，“杂交”起来成为新“品种”。

他们在研制微晶催化剂材料和微晶储氢材料的过程中，强调打破常规，把按常规的冶炼成锭、粉碎、磨粉，筛分工艺革新成一个全新的快速凝固喷粉技术，简化为冶炼、超声雾化成粉，把长流程变成短流程。这种新的技术具有一系列的优点：组织细化、偏析减轻、活性增加、粉未球化、流动性改善、减少了环境污染，具有很强的生命力。目前他们正在进一步设法把快速凝固新技术嫁接到其他材料上去。

磷在金属材料中一直被认为是有害杂质，需要严格控制。胡壮麒带领博士生经过反复的实验，发现微量的磷在某些铁基高温合金中是有益的，并通过微量元素间的交互作用和热处理的改进，使某铁基高温合金持久寿命从约120小时提高到500小时左右，这项研究得到了国防科工委“十一五”项目的立项支持。

生产空心叶片的技术都是用型芯工艺，为了提高冷却效率，设计的型腔越来越复杂，带来的麻烦是不易把型芯脱去，废品率增加。他和同事们集思广益，走新路，提出生产叶片不要型芯，对开单晶叶片的新技术路线，获得上级的支持和经费资助。

60年代初，仿制了国外的IN100铸造镍基合金，他们从凝固偏析等各个方面做了深入的研究，发现了内在的规律。为了改善其组织稳定性，提高其使用寿命，优化了合金成分，发展成我国品牌的改型铸造镍基合金，满足了长寿命发动机的要求。现在他们已在这两个研制工作的基础上，发展出新的性能优异的合金，这个新合金具有更好的综合性能，高强度、低密度、抗氧化、高初熔温度和良好的抗疲劳性能， 受到了发动机设计单位的高度重视。

 

        致力于材料学科建设, 精心培养人才

培养研究生是胡壮麒的主要工作之一。他对研究生要求非常严格, 注重启发引导,发挥研究生的主观能动性和创造能力。学生在开题之前，他总是先了解和摸透学生的具体情况，以用其长，避其短，最大程度地发挥学生的潜能。他的思想与时俱进，在宏观上把握社会的发展对材料技术提出的新要求，根据国内外学术动态提出新研究方向，为学生选择课题，把他们带到国际前沿的领域共同研究确定实验方案，具体的研究思路和方法放手让年轻人去闯，当他们做出一定的成果时，及时帮助他们总结分析研究工作的创新点。例如，他指导的博士后王华明在非平衡凝固高温合金的研究中发现碳化物出现花瓣形状，过去一直认为高温合金中的碳化物只有两种形态,一种是书写体状，一种呈颗粒状，而花瓣状是从未有过的第三种形态。他和学生共同研究验证了实验结果后，积极支持并帮助他很快申请到国家重大课题。

计算材料科学可以预测合金的性能，减少浪费，节省时间。现在各个学科都予以重视并开展工作。他很早就已经注意到这个方向，先后安排四五名博士做此课题，在非平衡合金和高温合金研究中的应用都获得了有价值的成果。现在这些学生都成为热门的人物，有的成为骨干，有的出国继续深造。他的博士生刘轶说：“非常感谢胡老师把我带到这个领域，使我有机会与国内外的学者继续探索国际前沿课题”。

他与学生的关系十分融洽，他知识渊博，平易近人，学生无论在工作或生活上的困难他都热心地帮助解决，学生要发表的文章他都要逐字逐句地仔细认真修改，并在修改地方注明修改的原因，并告诉学生应该怎样写文章，要严谨、认真、一丝不苟、标点符号也不能马虎、大小写一定要分清。学生的文章经过他几次修改后，文章的质量明显提高。有的学生至今还保留着他为学生被修改改过的稿件。

       他在实践中总结出高素质人才必备的5C条件是:confidence  （攻克堡垒的自我信心）；Creativeness（高度强烈的创新欲望）；competition （百折不挠的求胜决心）；contribution （为国为民的牺牲精神）；cooperation  （互帮互助的合作精神）。他先后培养了116名博士生、22名硕士生、21名博士后。

他勤奋好学,刻苦钻研, 不断充实和更新知识,他博览群书,直到现在他还坚持自学计算机技术, 上网浏览所需的各类资料,使用快速便捷网络通讯业务。

（娄建新）

简    历

1929年8月31日  出生于上海

1948-1952年  在上海沪江大学学习并毕业

1952.9-1982.12  在中国科学院金属研究所任研究实习员、助理研究员

1981.6-1982.6   在美国麻省理工学院材料系访问学者

1982.12-1986.12  在中国科学院金属研究所任学委会副主任；副研究员

1986.12-1989.12  在中国科学院金属研究所高温合金与特种铸造研究室任室主任；研究员

1989.12-1992.12  在中国科学院金属研究所任学委会主任；研究员

1992.12-1997.12  在中国科学院金属研究所快速凝固非平衡合金国家重点实验室任主任；研究员

1995年5月    当选为中国工程院院士

             现在中科院金属所继续任研究员、博士生导师

 

主要论著

1   金属所，大连钢厂. 电炉氧气炼钢的试验研究. 北京：冶金工业出版社，1960.

2   金属所，沈字602部队，410厂. M17镍基高温合金及铸造空心涡轮叶片. 金属所出版，1972.

3    胡壮麒. 铸造镍基高温合金.金属所出版，1976.

4    《无机合成与制备化学》普通高等教育“九五”国家级重点教材，高等教育出版社，第17章胡壮麒写p486-522，2001年

5    康永林，毛卫民，胡壮麒. 金属材料半固态加工理论与技术. 北京：科学出版社， 2004.

6    胡壮麒，宋启洪，张海峰，刘正. 亚稳金属材料. 北京：科学出版社，2007.

7    胡壮麒. 凝固理论教材. 金属所出版，1983.

8    胡壮麒. 凝固理论补充教材（共两册）. 金属所出版，1987.

9    用硅锰合金预脱氧的研究，苏萨马林院士著，胡壮麒、贺潜菊译. 北京：科学出版社，1957.

10  氧在炼钢中的应用，苏巴尔金院士著，王景蕴、胡壮麒、贺潜菊译. 北京：科学出版社，1961.

11  胡壮麒，江晓平，赵奇. 表面改性与合金化（激光束、离子束、电子束技术），（英文版）. 北京：科学出版社，1988.

12  陈魁英译，胡壮麒校. D.G佩蒂福、A.H柯垂尔主编.合金设计的电子理论（英文版）.辽宁：科学技术出版社，1996.