“奮斗者”號載人球艙在10909米深海頂住2000頭非洲象般的壓力，長征五號氫泵葉輪在-253℃超低溫下以超音速旋轉，C919大飛機國產發動機的鈦鋁葉片劃破長空……這些“大國重器”的核心部件上，都凝結著中國科學院金屬研究所（以下簡稱金屬所）研究員楊銳團隊的執著與創新。
2025年，楊銳榮獲全國先進工作者稱號。他的人生軌跡恰似鈦合金材料——以堅韌承托使命，以突破定義邊界，在“上九天”“下五洋”的征程中，成就科學家與國家需求的同頻共振。
楊銳受訪者供圖
深海的“建艙者”
在“奮斗者”號萬米載人潛水器的鈦合金球艙內壁，一道幾毫米寬的焊縫藏著中國深潛技術的突破密碼。這個直徑2米的球艙要承受110兆帕水壓，相當于2000頭非洲象產生的壓力，而當時國際上最先進的美國“極限因子”號，采用Ti64鈦合金卻僅能實現兩人載客，且無法用于常規科考。
“要載3人，必須讓鈦合金強度提高20%，還得能焊。”楊銳告訴《中國科學報》，在2012年接手載人艙材料攻關時，他和團隊面對的是技術空白。
楊銳帶領團隊從合金設計底層邏輯出發，提出“消除焊接脆性”的新思路：以理論計算為指導，調整鈦、鋁和多種過渡族元素配比，在保持韌性的同時提升強度。僅合金成分調試就經歷了12輪實驗，每輪都要測試本體材料和焊縫退火處理前后的力學性能，團隊最終研制出Ti62A鈦合金。
2019年，當球艙在洛陽某研究所完成焊接后，隨爐樣品力學性能全部合格——這是確保萬米水壓下球艙安全服役30年的關鍵。
2020年11月10日，“奮斗者”號抵達10909米深海。創下此紀錄后不久，中國成為世界上萬米下潛人數、次數最多的國家。
楊銳常常感慨建制化科研的能量：“106位科研人員、200多名工人跨越7個省份，歷經14道工序，在3年零3個月里開了65次協調會，才讓這顆‘深海之心’跳動起來。”這項成果入選“十三五”國家科技創新成就展，成為海洋強國的鮮活注腳。
蒼穹的“鑄心者”
同樣的突破也發生在長征五號運載火箭的“心臟”里。液氫液氧發動機的氫泵葉輪，要在接近絕對零度的-253℃下以每秒550米的速度旋轉——比音速還快。
“美國航天飛機因這一技術瓶頸推遲3年，我們不能等。”楊銳團隊臨危受命時，面對的是國內空白的鈦合金粉末近凈成形技術：葉輪尺寸收縮率高達33%，精度卻要控制在0.1毫米內，這相當于3根頭發絲的直徑，控制難度遠超傳統鑄造。
楊銳沒有走“反復試錯”的老路，而是帶領團隊用計算機模擬粉末致密化過程，提前預測收縮軌跡，再通過實驗驗證優化。1年突破關鍵技術，18個月交付產品，最終葉輪制造精度比其他同類產品提高1倍，氫泵效率達76.5%，由此徹底解決了我國大推力氫氧發動機“卡脖子”難題。
2016年長征五號首飛成功后，楊銳團隊獲五部委聯合頒發的“長征五號運載火箭首次飛行任務突出貢獻團隊獎”。這項底層技術至今仍支撐著嫦娥五號探月、天問一號火星探測等重大任務。“從實驗室的模擬曲線到發射場的成功轟鳴，這一步我們追了15年。”楊銳說。
在C919大飛機國產發動機研制中，楊銳團隊的創新同樣“劍指核心”。鈦鋁能讓發動機葉片減重50%，但常規精鑄技術的表面反應層太厚，無法實現無余量鑄造。
他帶領團隊發明高穩定性氧化釔面層技術，將反應層厚度從100微米降至5微米，也就是降低了1個數量級，在國際上首次實現工業化應用。
如今，這項技術已用于長江1000發動機低壓渦輪葉片，并支撐長江2000發動機研制，是我國商用航空發動機自主化的關鍵一步。
產業鏈上的“織網人”
“遼寧年產8萬噸海綿鈦，占全國40%，但高端鈦材要從國外、省外買，再運回沈飛、黎明公司用——這根鏈條必須接上。”在遼寧工作40余年的楊銳，對本地鈦產業的“痛點”了如指掌。
2024年，楊銳牽頭的遼寧省科技重大專項“高端裝備用金屬材料創制”啟動，省財政投入2億元，企業配套3.8億元，聯合5所高校、18家企業組成攻關聯合體，目標直指“原料-加工-應用”全鏈條貫通。
在沈陽某產業園的車間里，基于楊銳團隊技術改造的鈦合金緊固件絲材生產線正高速運轉。這條生產線產出的絲材，曾獲2014年國防科學技術進步獎二等獎，如今已用于多型產品，年產能突破100萬件，成本較進口降低40%。
“光有配方不行，得告訴工人怎么軋、怎么焊。”楊銳常帶領團隊在車間蹲點，把實驗室數據轉化為“軋制溫度1050℃±5℃、變形量30%/道次”的具體參數。
這種“從實驗室到生產線”的閉環思維，貫穿他幾十年的科研生涯。
自1995年結束在英國劍橋大學博士后工作回國后，楊銳帶領金屬所鈦合金團隊完成近百項國家級任務：從軍用鈦合金棒材到深海鈦合金管材，從航天鈦合金鍛件到醫療鈦合金植入物。
這種“扎根地方、服務全局”的擔當，早已融入楊銳的科研基因。上世紀90年代回國之際，他放棄前往香港等地工作的機會，回到金屬所，正是看中遼寧作為我國金屬材料研究重鎮的產業基礎。
多年來，楊銳團隊先后入選國家首批國防科技創新團隊、中國科學院首批“青年創新團隊特別支持計劃”以及科技部重點領域先進鈦合金及工程應用創新團隊，成為面向國家重大需求不可或缺的戰略研究力量。
科學家精神的“鈦級傳承”
“1976年元旦，上小學的我讀到毛主席《水調歌頭·重上井岡山》中‘可上九天攬月，可下五洋捉鱉’，感到熱血沸騰。那時怎會想到，40年后能親身參與圓這些夢？”楊銳的感慨道出了其科研人生與時代使命的深刻聯結。
這份聯結體現在敢于突破的勇氣里。當年萬米載人艙方案有爭議，國際上流行透明玻璃艙體，國內不少專家擔心“鈦合金會落后”。楊銳頂住壓力，從斷裂力學公式推算鈦合金的安全承壓能力是玻璃的84倍，更適合長期科考。
楊銳所用的公式正是他的博士生導師埃貢·奧羅萬于1948年在英國卡文迪許實驗室修正完善的。當“奮斗者”號完成克馬德克海溝國際聯合調查等重大任務時，日本《日經亞洲》和美國《海洋技術評論》高度評價稱，載人艙使中國在深海探測領域遙遙領先于任何其他國家。
“創新是基于科學的獨立判斷。”這是楊銳常對學生說的話。
“材料是工業的骨骼，鈦合金的韌性與強度，恰如科研工作者需要的堅守與突破。”從實驗室配方到生產線產品，從劍橋博士后到鈦合金領航者，楊銳深耕鈦合金領域數十年。如今，他正帶領團隊攻關新一代耐高溫鈦合金，目標是支撐高超音速飛行器突破2000℃耐熱極限。
