长征九号运载火箭是我国正在论证的重型运载火箭，与我国现役最大运载火箭长征五号相比，其近地轨道运载能力从25吨提升至140吨，箭体高度从50m提升至100m，火箭直径从Ø5m级提高到Ø10m级。贮箱是运载火箭贮存推进剂、传递推力的核心部件，由箱底、过渡环、筒段等组成，占箭体结构重量的60~70%。然而，长征九号火箭在论证初期，我国尚无Ø10m级贮箱整体过渡环、箱底瓜瓣等箭体主要结构件制造技术能力与先例，这也成为了重型运载火箭关键技术攻关阶段需要突破重要任务之一。

在中南大学的校园里，有一支这样的科研团队，他们聚焦重型运载火箭结构件制造这一国家重大需求与面临的“卡脖子”的难题，与航天一院、西南铝、中环海陆等企业合作，充分发挥团队集体的智慧和力量，成功制备出世界第一的超大铝合金铸锭、超大铝合金环锻件、超大箱底瓜瓣等贮箱结构件及材料，突破了“长征九号”重型运载火箭超大结构件制造技术瓶颈。

他们就是中南大学铝合金强流变技术与装备研究团队，团队共50人，35周岁以下青年占比70%。5月3日，第26届中国青年五四奖章评选结果正式揭晓。中南大学铝合金强流变技术与装备研究团队作为全国被授予该奖项的16个优秀青年集体之一，获“中国青年五四奖章集体”殊荣。

日前，《中国科技信息》与这支来自中南大学的铝合金强流变技术与装备研究团队展开对话，听他们讲述用青春与智慧追逐太空梦的故事。

啃下原材料制备技术“硬骨头”

2014年，中南大学铝合金强流变技术与装备研究团队承担了“长征九号”重型运载火箭贮箱超大结构件研制攻关任务。超大铝合金铸锭是制造大型运载火箭整体结构件的原始材料，其质量的优劣往往决定了后续构件的性能基准。重型运载火箭贮箱过渡环整体制造所需金属用量超10吨，超大铸锭制备面临偏析严重、成分不均匀、开裂等问题。

为了制备出高品质超大铝合金铸锭，2014年团队迅速组建了超大铝合金铸锭制备技术攻关小组。在团队带头人的带领下，攻关小组提出了从成分配比、熔化、搅拌、除渣、精炼等各环节协同调控的技术路线，发明了超声波辅助铸造工艺技术与装备；年轻的科研“尖兵”们一头扎入工程化基地开展实验，每天10余个小时在超800℃熔炉旁工作，挑战生理极限，青年们笑称，每一次铸造都是免费的“蒸桑拿”。

经过数以百次的实验室研究，团队攻克了熔体净化、成分均匀化、高品质超大铝合金铸锭制备的技术难题，于 2015 年 7 月首次制备出世界最大直径 Ø1380mm、质量达 17 吨的2219 高均质铝合金铸锭，为重型运载火箭超大环件研制提供了重要保障。

取得贮箱结构件制造技术新突破

重型运载火箭上天必须携带充足的推进剂，存储推进剂的贮箱是火箭中质量占比最大的部位，贮箱结构件高性能制造是提高火箭运载能力与可靠性的重要途径。Ø10米级过渡环是重型火箭贮箱结构的关键承力构件，被称为火箭的“脊梁”和“制造基准”，其整体成形制造在全世界尚无先例；Ø10m级瓜瓣作为重型火箭贮箱的“盖子”，是美国最大运载火箭“土星五号”瓜瓣面积的2倍，其精度要求在毫米级，国内尚无该大型复杂薄壁曲面构件制造的先例，国外也对此项技术进行严密封锁。

为了突破Ø10米级超大铝合金环件高性能整体制造难题，团队超大环锻件成形攻关小组依托团队工程化基地，先后完成了200余件模拟环件试验，探明了制约环件综合性能的关键因素，发明了均质锻造开坯、细晶轧制等系列新技术，先后在西南铝、张家港中环海陆、无锡派克等生产企业开展了10余件超大环件的锻造开坯与环轧试验。经过近三年攻关，2017年5月，团队首次制备出世界上最大直径Ø10m级高性能2219铝合金贮箱整体过渡环，成形精度和力学性能均达到设计目标。相关技术应用于长征五号Ø5米级过渡环高性能制造，有效解决了我国重型运载火箭低温贮箱研制遇到的重大技术难题，为我国探月工程、空间站建设等重大航天工程的顺利实施提供了支撑，军事与社会效益显著。

为了攻克重型运载火箭Ø10米级薄壁瓜瓣形性协同制造难题，团队瓜瓣成形攻关小组首次提出采用蠕变时效成形技术实现超大贮箱瓜瓣的精确成形，突破了传统薄壁构件成形制造技术的极限，克服了重重困难，在国外技术封锁中突围，通过多年研究，2018年4月基于蠕变时效成形技术研制成功世界最大Ø10m级重型运载火箭贮箱箱底瓜瓣和顶盖，成形精度和性能均达到设计目标，实现了超大型薄壁构件高性能、高精度制造，解决了我国CZ-9重型火箭复杂薄壁结构件制造的“卡脖子”问题，被国家航天局等官网专题报道。

产-学-研融合培养人才、服务社会

中南大学铝合金强流变技术与装备团队创建于2004年，科研工作服务国家重大需求，这是团队所有成员的坚持。这支尖兵团队不仅为航天事业造材，也为团队自身“造材”。

一方面，团队坚持产学研结合，通过成果转化，将技术应用于实际产品制备，满足国家需求，深耕铝合金材料与构件高性能制造及工程应用，突破了超大铝合金铸锭、环锻件、薄壁件等材料和构件全流程制备关键技术，建立了超声波辅助铸造工艺技术规范，实现了2219、2A14、7XXX等不同系列铝合金多种规格大铸锭的批产，创建了航天用大型铝合金环锻件全过程形性协同制造新工艺体系，广泛应用于航天、军工等领域环筒形件高性能制造。

2019 年，团队“航天用超大型铝合金材料与构件高性能制造”系列创新技术成果作价2亿元转让至湖南中创空天新材料股份有限公司，建成了铝合金熔铸、铝锂合金熔铸、铝合金环锻、铝合金挤压、铝合金钣金5条生产线， 2021年仅熔铸线投产实现年产值3.9亿元，2022年五条生产线全面投产后年产值预计超8亿元，经济和社会效益显著。

另一方面，在国家重大战略需求驱动下，一批又一批相关学科的青年科研工作者加入到科技攻关团队中来，组成“大团队”，开展“大会战”，实现“大突破”。青年科研工作者在参与国家项目、解决“卡脖子”技术过程中培养了爱国精神，强化了时代担当，练就了过硬本领，实现了青年科技人才队伍薪火相传。近年来，团队青年骨干成长为教育部“长江学者”特聘教授1人、国防卓越青年人才1人、中组部青年人才1人、青年长江学者1人、欧盟玛丽居里学者1人、全国博士后创新人才1人、中科院青年托举人才1人，全国优秀共青团员1人、其他省部级青年创新人才2人；培养了我国机械工程领域博士论文最高奖—“上银优博”金奖、优秀奖和佳作奖各1名，5人次荣获省级优秀博士论文；2人次获评为湖南省优秀研究生导师。

团队研究成果获得了“国家科技进步一等奖”等国家奖3项、省部级一等奖5项，团队成果获“中国高等学校十大科技进展”2项，2014年获科技部创新人才推进计划重点领域创新团队，2021年入选中国有色金属创新争先计划团队，2021年获第18届湖南青年五四奖章集体。所在支部获评第三批全国党建工作样板支部。

结语

面对这次获奖，团队负责人易幼平教授说，团队坚持以国家重大需求为己任，发扬自强不息、科研报国的精神，为解决国家面临的关键“卡脖子”难题而努力奋斗。从事的科研方向主要为航空航天关键结构件及装备制备，是一个较传统的行业，但又是一个国家亟需、存在很多难题需要解决的行业，需要继续脚踏实地、艰苦奋斗，争取做出更多成果服务国家和社会。

团队青年骨干们表示，这次获奖让大家更加坚定自己的选择，要从国家需求出发开展科研攻关，要在本方向上继续努力奋斗，攻坚克难，拿出真本事，解决真问题，做出真产品。

近二十年来，中南大学铝合金强流变技术与装备研究团队聚焦我国航空、航天、武器装备等领域轻质合金结构件高性能制造面临的“卡脖子”问题，不断突破新原理、新技术、新结构、新工艺，培养了一批至诚报国的优秀青年科技“尖兵”，为提升我国科技实力、综合国力提供重要支撑。