接受课题后,我们首先对苏联和美国相关研究领域作考察。苏联和美国在洲际导弹和宇航技术方面并驾齐驱,不相上下。但在低应力断裂力学等学科,苏联却落后于美国约十年之久,这是怎么回事?
仔细想想,问题并不简单……
上世纪五十年代初期,美国北极星导弹固体火箭发动机的壳体在试验发射时,发生了意料不到的惊人爆炸事故。
固体火箭发动机的壳体低应力断裂,以及飞机起落架超高强度钢的低应力断裂等许多故障发生之后,西方学术界迅速发展了断裂力学,几乎同时还发展了高强度钢的应力腐蚀开裂、氢脆延迟断裂等一系列新学科,浩大的研究工作,从理论和实践上探索解决低应力断裂问题。
同一时期内,上述学术领域在苏联却没有动静。几乎十年之后,断裂力学才在苏联科技书藉和期刊中出现,大大落后于美国。
怎样解释苏联运载火箭技术的先进和相应的断裂力学的“落后”?搞清楚这个问题,对于发展我国导弹用钢是十分有意义的,如果我们研究超高强度钢能够跨越诸如低应力破断等一系列技术障碍,就可以节省大量人力、物力和财力,少走弯路,赢得时间,赶上世界先进水平。
随后,我们对37钢和28钢这两种特种钢的应力腐蚀开裂特性进行测试试验对比,以期揭开上述问题的“谜底”。
37钢是中国自行研制的新钢种,用于制造发动机壳体的超高强度钢,其合金化与美国某种导弹用钢很相似。采用此钢种制成的薄壁固体燃料发动机壳体在打压测试过程中,多次发生低应力断裂,成为攻关难题。测试37钢应力腐蚀开裂特性的结果证明,此钢种对水质应力腐蚀开裂十分敏感。