改革开放以来，我国装备制造业的成绩单不断刷新，一件件大国重器的诞生，承载着国人的梦想，凝聚着中国智慧。从我国第一颗人造地球卫星的成功研制和发射，到今天北斗组网到嫦娥探月工程，从“华龙一号”扬帆出海到“奋斗者”号万米深潜，从航空航天到气象地理，从微观原子能到宏伟工程技术，我国科技事业取得的历史性成就，是一代又一代矢志报国的科学家前赴后继、带着勇攀高峰的创新精神、追求真理的求实精神探索未知，为国拼搏。面对新一轮科技革命和产业变革深入发展，应强化国家战略科技力量，完善科技创新体制机制，激发人才创新活力，奋力突围破解“卡脖子”难题。
装备制造业是制造业的脊梁，而高端装备的制造离不开锻造这一加工制造方法。无论是水电站的脊梁——水轮机转轮，还是核电站的安全屏障——压力容器，它们的加工制造都离不开锻造技术。金属材料的锻造成形就是今天的“打铁”，锻造就是通过对金属在高温下进行反复变形，以获得更致密，更细小的组织，来提升材料的强度和韧性。本期《开讲啦》邀请到中国科学院金属研究所研究员孙明月分享锻造技术的创新，与大国重器背后的匠人匠心。
我们为什么要“打铁”？
当夜暮降临，繁华的城市灯火辉煌，我们的生活一刻也离不开电，我们必须加快电站的建设。电站主要有火电、水电、核电、风电等形式。我们走进电站就可以看到很多金属的“大家伙”：压力容器直径5米多，长度20多米，重量四五百吨，是核反应堆的安全屏障；汽轮机转子直径达2.5米，重达三百多吨，是火电站的心脏；水轮机转轮直径11米，重达四百多吨，是水电站的脊梁。这些器件的特点一是重量大，二是很重要。它们都是在高温、高压、辐照、重载、腐蚀等极端条件下服役，对材料的性能有很高的要求，因此被称为国之重器。孙明月团队研究的对象，就是这些国之重器的材料和制造技术。
干的是大国重器，做的是雕花的细活儿
俗话说“世间有三苦，撑船打铁卖豆腐”，道出了这个行业的艰辛。随着大型机器的投入，不需要人工来打铁了，而是靠机器来打铁。电站里面这些大家伙就是用万吨压机打铁打出来的。在万吨压机上，锻造几百吨的钢锭就像揉面团一样轻松。要想把大锻件做好，首先就需要优质的大钢锭，但钢锭可不是想做多大就能做多大的，钢水凝固的时候，会有像雪花一样的树枝晶从液体中析出，造成偏析现象。它就像人体里的癌细胞一样会破坏正常的机体组织，恶化材料的性能，而且最重要的是它会缩短材料的使用寿命。
孙明月团队突破了大锻件“以大制大”的思路局限，在国际上率先提出金属构筑成形思想，实现了“以小制大”的新型制造。研究成果已应用在水电、核电等关键部件上，对于推动我国高端装备快速发展，保障重大装备核心材料的自主可控发挥了重要作用。孙明月自称是位“铁匠”，“干的是大国重器，做的是雕花的细活儿”。
世界最大 “呼啦圈”怎样锻造出来？
孙明月研究员锻造出最得意的作品就是一个直径15.6米的巨型不锈钢“呼啦圈”——四代核电机组里面的堆容器的支承环，它要支撑堆容器7000多吨的重量，被誉为是整个堆容器的脊梁。孙明月大胆提出了一体化成形的思想，就是整个构件没有一条焊缝从而提升设备的安全性。孙明月在演讲中说“这个大环重量是150吨，它的价值跟150公斤的黄金是一样的。我算了一下我的收入，我干三辈子赚的钱也买不起这一个环。“最终经过1000多个日日夜夜的攻关努力，终于固化了工艺，形成了成熟可靠的工艺方案。孙明月激动地讲道，我们不光是做了一个世界上最大的金属“呼啦圈”，更重要的是这项技术打破了锻造领域的用大钢锭做大锻件这种思想。”
孙明月提出金属构筑成形技术初期，在行业内并不被看好，面对他人的质疑，孙明月坚信这项中国人自主原创的技术能够引领世界大锻件制造技术的发展。他备受老一辈科学家的精神鼓舞，把个人命运与国家命运牢牢联系在一起，花了近十年时间论证这项技术的可行性，并把这项技术推向核电、水电、风电等领域，为保障我国重大装备核心材料的自主可控发挥了重要作用。他说，作为一个工程技术人员，只有坚定了爱国的信念，做科研工作才会更有动力。他将在节目中讲述这个巨型“呼啦圈”历经千辛万苦终于横空出世的故事。更多精彩，敬请关注本期《开讲啦》！
播出时间：2021年3月13日 22：30档
