康进武：铸造大舞台 模拟新人生

本刊记者 黄雪霜 曹雪琴

康进武：铸造大舞台 模拟新人生

本刊记者 黄雪霜 曹雪琴

“清华学子，荟中西之鸿儒，集四方之俊秀，……崇德修学，勉为真君子，异日肩挑大任，足以挽既倒之狂澜，作中流之砥柱，此乃国之幸矣!”——梁启超

正如梁启超所说，一个人、一个团队的价值应该是站在历史的，社会的和人民的立场上，到祖国建设的主战场、大舞台上去体现。在大型铸件之国家大舞台上，有这么一群新一代中坚力量，他们站在前人的肩膀上，承担起了打破传统工艺铸造，开创模拟仿真领域这一艰巨而有价值的任务，并写下了不错的成绩。

近日，记者采访了清华大学机械工程副教授、材料加工工程及自动化研究所副所长康进武。作为我国新一代铸造研究领域的代表人物，康进武十几年来主要从事大型铸钢件铸造和热处理过程应力分析、变形和热裂预测研究。在三峡水轮机大型铸钢件变形预测及其控制方面取得很大进展。

踏实肯干——优秀青年的励志历程

“数值模拟的世界是纯洁的，不受杂质的干扰，是理想的世界，初始条件和边界条件是由人设定的，是理想的仿真手段。因此铸造数值模拟世界是美的。”谈及自己所研究的主要方向，康进武的言语里充满着浓浓的感情。然而谁也没想到，就是这样一位热爱自己所从事事业的人，涉足铸造专业的时候，并不是自愿的。

康进武，1970年生，自小成绩优异，考入河北省重点中学，后一路免试保送入东北工学院（现在的东北大学）读完本科和硕士；1995年考取清华大学机械工程系博士生，师从于我国铸造行业领军人物之一—柳百成院士；1999年获取博士学位并留校任教。2001-2003年，到美国伍斯特理工学院任研究科学家从事研究工作，之后再次返校。起初跨入大学门槛，康进武学的是金属材料及热处理专业，后因为保研，东北工学院为壮大铸造专业，开出优厚条件，将班级成绩第一的康进武调入冷门的铸造行业，没想到，这一调，调出了康进武的一段铸造人生。

本着“干一行爱一行”的朴素精神，康进武自打进入铸造行业研究领域以来，脚踏实地，一步一个脚印，不断成长。1995年考博的时候，他是基础英语状元，受到柳百成院士的赏识，顺利成为名校名师之弟子，自此开始了另一段深入的铸造研究历程。

水木清华，钟灵毓秀，在柳百成院士的带领下，康进武开始接触数值模拟这一铸造领域全新的研究。因此，很多知识都只能一点一滴地从头学起，秉承着踏实做事，认真为学的本质，他全身心投入到学习和工作中，深埋在编程序的“深潭“中，没日没夜，废寝忘食，对他来说是常有的事。学习的过程中，康进武也不忘创新思考，当时他率先在实验室实现了把模拟结果用计算机抓图的方法粘贴到工作报告中去，然后直接彩色打出报告，效果很好，取代了用相机从屏幕上拍下来，再洗相片的方法，获得了柳百成院士的肯定。

专业学习之外，康进武还成为柳院士组织交流活动的得力干将。在北京召开的第61届世界铸造会议，尤其是第3届环太平洋国际铸造及凝固过程模拟会议筹备组织中，他发挥了重要作用。虽然与课题研究没有直接联系，但是他表示对自己的成长产生了很大的影响。因学习期间的出色表现，还没毕业，康进武就获得了母校抛过来的橄榄枝，提前一年多确定了留校任教。

持之以恒——面向国需的科研经历

新中国成立以来，国家工业的高速发展与我国相对落后的大型铸件技术水平矛盾极为凸显。我国虽然是铸造大国，但特大型铸件质量不过关，已经成为制约中国制造业发展的瓶颈。如何振兴铸造工业？是康进武等新中国铸造儿女一直在思考的问题。立足于国需，他们解决了众多关乎国家发展的重大项目的技术难题。

举世闻名的三峡工程是一项凝聚了中华儿女大智慧的一项跨世纪工程，同时也包含了我国铸造科技人员的智慧结晶。从1997年起，康进武就参与了我国第一片国产三峡水轮机叶片的研制。当时两期工程共26个转轮，所需的大型不锈钢铸件几乎完全依赖进口。柳百成课题组与二重合作攻关三峡叶片，还在读博士的康进武是骨干。在柳院士的指导下，他克服重重困难，采用凝固模拟技术优化了工艺，为二重成功试制出我国第一片三峡水轮机叶片做出了贡献。此后，他们还承担下了三峡工程的第一个水轮机报废的下环的裂纹产生原因分析的研究课题，提出的结论得到了企业的认可，为企业的生产增加了信心。2005年开始康进武作为骨干针对三峡叶片、下环变形这一瓶颈问题，从测试和数值模拟两方面深入研究，揭示铸件变形规律，实施控制措施，取得了显著的成果。

在国家科技支撑计划的支持下，康进武及其所在团队还针对大型水轮机叶片，研究了叶片铸造过程、热处理过程的变形，考虑传热、砂型阻力和马氏体相变的影响，建立了全面的传热-应力-相变耦合模型，实现了铸件铸造和热处理全过程的传热-应力-相变多场耦合情况的数值模拟。模拟了三峡叶片、溪洛渡叶片、向家坝叶片等多个700MW级的大型水轮机叶片。

采用数值模拟技术的同时，他还注重测量技术，提出了采用先进的激光测量方法来测量叶片在热处理炉外冷却过程中的变形，首次测量出了叶片热处理过程中的动态变形规律，同时用热像仪测量了叶片在热处理过程中整体上的温度变化，揭示了传热和相变对叶片变形的影响。他带领多名研究生做了大量深入细致坚实的工作，多次长时间在生产现场测量。在掌握铸件变形规律的基础上，他还提出了动态计算添加发变形量的算法。

“从多角度看问题，不断提出新思路”这一良好思维习惯，贯穿在康进武的工作中，发挥着重要作用。一般铸件凝固时产生收缩，因此要添加冒口进行补缩，避免出现缩孔缩松。但是铸件凝固后冒口及对应的补缩热节最厚大，其冷却时间也最长。为了提高效率，康进武提出了能否将凝固后的冒口进行强制冷却的颠覆性想法。经过实验室验证，该方法是可行的，效果明显。目前该技术已经申请了专利。

“近几年，随着计算机软件技术的提高，模拟技术门槛也相应降低，铸件模拟仿真越来越普遍，但是很多看似解决了的问题，要真正解决，难度相当大，没有持之以恒，实实在在的研究态度是不可能获取真正成果的。我的体会是我们之所以能在科研上有突破，就是靠持之以恒的精神和深厚的工作积累。我们对大型水轮机铸件的应力变形问题研究一做就是六年，发表文章20多篇，申请专利5项。”康进武如是说。

桃李芬芳——技术、管理并重的教学理念

自留校任教以来，康进武的角色就从一名沐浴春风的学子转变为了撒播桃李的园丁。在教学上，他有着不同于常人的做法，不管有多忙，他都会留出时间来给他所带领的研究生讲课。一年之中很少有节假日，每天工作都到晚上11点后才回去，应该是学生们在实验室见到的最多的老师之一。他给研究生上学位课《多元相平衡图》，该课双语授课。他还积极探索教学改革，将学生动手制做复杂的相图模型实践和理论学习相结合，将学生的研究课题和课程教学相结合，起到了很好的教学效果，并发表了两篇关于教学改革的文章。他还给本科生讲授《系统工程学》和《质量管理学》两门选修课，培养学生们重视管理的意识。

“很多人不理解，工科学生为什么还要去学习管理，这是一个很大的误区。技术人员上升到一定程度，就一定会接触管理上东西。很多大企业和相关部门都需要两者兼而有之的综合性人才。”康进武如是说。

因为注重管理，康进武的工作总能展现协作管理特点。留校不久，他就建立了课题组的规章管理制度、内部网站、ftp服务器等，规章制度对学生工作、学生基本技能素质训练等都做了规定，将实验室积累的成果进行归类整理，参考文献以及课题组历年发表文章等都纳入到系统中，使课题组内部资料得到充分共享，极大提高了科研效率。此外，他还经常组织组内的多种交流活动。他担任研究所副所长后，接手了研究所的每周一次午间学术沙龙，坚持不懈，促进了学术交流氛围。

春播桃李，秋收硕果。本着踏踏实实的为学态度，康进武在铸造大舞台上收获了不错的成绩：其参与的“砂型铸造过程数值模拟研究开发与工程应用“获2002年北京市科技进步奖二等奖（第5完成人）和2001年清华大学科技成果推广应用效益显著专项奖；其参加编写的专著“铸造工程的模拟仿真与质量控制”获第十一届全国优秀科技图书奖二等奖。

对于未来，康进武用一句话加以概括规划“先巩固原来的优势，再不断开拓新方向！”