Chương 66: Lửa Thiêu Hợp Kim

Thuộc tiểu thuyết Toàn Cầu Công Nghệ: Thao Túng Kỷ Nguyên

Tác giả: · Thể loại: Đô Thị · Đăng ngày · 1881 từ · khoảng 9 phút đọc

Tám giờ sáng ngày thứ ba trăm sáu mươi lăm.

Đúng tròn một năm kể từ ngày Nam tiếp quản xưởng cơ khí cũ Nam Phát tại con hẻm nhỏ Bình Tân. Một năm trước, xưởng nợ đọng năm trăm hai mươi triệu đồng, ba Nam nằm bệnh viện, tương lai mịt mờ. Giờ đây, đứng giữa Phân xưởng Luyện kim Cao phân tử và Hợp kim Nano của Viện AIMR tại Biên Hòa, Nam nhìn ngắm những cỗ máy khổng lồ trị giá hàng trăm tỷ đồng với ánh mắt vững chãi.

Gian xưởng luyện kim rộng hai nghìn mét vuông ngập tràn âm thanh gầm rền của các tổ máy biến áp cao tần. Mùi ozon và nhiệt lượng tỏa ra ấm sực khắp không gian.

Giữa gian xưởng, cỗ lò luyện plasma hồ quang chân không VAR đứng sừng sững. Thân lò là một khối trụ hợp kim thép không gỉ hai lớp, cao năm mét, vỏ bọc áo nước làm mát tuần hoàn khép kín.

Chú Bảy mặc bộ đồ da thợ hàn chuyên dụng, đeo kính bảo hộ màu đen sẫm. Ông đang kiểm tra các van cấp khí argon tinh khiết:

"Độ chân không trong buồng nấu đạt mười mũ âm năm torr rồi Nam. Bơm phân tử turbo chạy rất êm. Các điện cực vonfram pha thori đã được mài nhọn góc sáu mươi độ."

Nam mặc áo bảo hộ chống cháy, bước lại gần bảng điều khiển công suất:

"Mẻ nấu hôm nay là bước ngoặt quyết định của toàn bộ chương trình vật liệu thế hệ mới chú Bảy. Thép hợp kim và titan truyền thống đã chạm đến trần giới hạn cơ tính. Chúng ta cần một loại vật liệu vừa nhẹ như nhôm, vừa cứng hơn thép tôi, lại phải chịu được nhiệt độ gần hai nghìn độ C."

Lê Vân từ phòng phân tích hóa lý bước tới. Cô bưng một khay kim loại chứa các lọ thạch anh đựng bột nguyên liệu:

"Nhóm vật liệu nano đã chuẩn bị xong thành phần phối liệu. Bột titan bọt có độ tinh khiết năm số chín làm nền. Chất gia cường là bột hạt gốm nano titan carbide kích thước hai mươi nanômét và mạng lưới ống nano carbon đa thành MWCNT."

Nam dùng bay gạt một lớp bột màu xám đen mịn như phấn:

"Khó khăn lớn nhất của hợp kim nano composite là hiện tượng vón cục. Nếu các hạt nano bị kết tụ lại thành từng cụm, thỏi kim loại sau khi đông đặc sẽ sinh ra các điểm tập trung ứng suất, gây nứt gãy giòn khi chịu tải."

"Em đã giải quyết bằng sóng siêu âm công suất lớn," Vân giải thích cặn kẽ. "Bột nano được ngâm trong cồn khan, rồi rung siêu âm tần số bốn mươi kilô-héc trong sáu tiếng để phân tán đơn lập. Sau đó chúng em sấy chân không tạo thành các hạt phối liệu bọc màng đồng đều."

Hoàng Tuấn từ buồng máy tính điều khiển giơ tay ra hiệu:

"Hệ thống phát xung từ trường xoay chiều đã kết nối với cuộn cảm ứng đáy lò. Sẵn sàng tạo xoáy từ trường khuấy đều khối kim loại lỏng!"

Nam gật đầu dứt khoát:

"Nạp liệu vào nồi nấu thạch anh! Bắt đầu chu trình phóng hồ quang plasma!"

Cần trục đưa phôi liệu vào buồng nấu chân không. Nắp buồng nặng hai tấn hạ xuống, khóa chặt bằng mười hai chốt thủy lực.

Nam gạt cầu dao cấp nguồn.

Tiếng rơ-le chân không đóng đánh tách một tiếng đanh gọn.

Một tia chớp plasma màu xanh lơ chói lòa bùng lên qua ô kính quan sát bằng đá sapphire chịu nhiệt. Dòng điện mười hai nghìn am-pe phóng ra từ điện cực vonfram, đốt cháy luồng khí argon thành một cột plasma nhiệt độ vượt quá mười nghìn độ C.

Khối bột titan và titan carbide tan chảy tức khắc. Bể kim loại lỏng cuộn sóng sùng sục ở nhiệt độ 2.200 độ C.

Dưới đáy lò, cuộn dây điện từ bắt đầu phát ra từ trường quay với tốc độ ba nghìn vòng mỗi phút.

Từ trường cực mạnh xuyên qua thành nồi thạch anh, tác động trực tiếp lên dòng kim loại lỏng mang điện tích. Một dòng xoáy từ trường khổng lồ hình phễu cuộn trào dữ dội trong lòng bể nấu, cuốn các hạt nano titan carbide và ống nano carbon phân tán đều vào từng ngóc ngách của mạng tinh thể titan nóng chảy.

Chú Bảy ghé mắt qua kính lọc tối màu, giọng trầm trồ:

"Dòng xoáy đảo đều lắm Nam! Không có bọt xỉ nào nổi lên mặt cả. Kim loại lỏng sáng rực như mặt trời!"

Mười phút khuấy trộn cưỡng bức trôi qua.

"Kích hoạt buồng đúc ly tâm chân không!" Nam ra lệnh.

Dưới đáy nồi nấu, van trượt gốm chịu nhiệt mở ra. Dòng hợp kim lỏng rực sáng chảy tràn xuống khuôn đúc bằng đồng làm mát bằng nước đang quay tít với tốc độ một nghìn vòng mỗi phút.

Lực ly tâm cực lớn ép chặt kim loại lỏng vào thành khuôn, tống khứ mọi bọt khí vi mô ra khỏi cấu trúc phôi. Cùng lúc đó, dòng nước lạnh áp lực cao rút nhiệt với tốc độ một trăm độ C mỗi giây.

Khối hợp kim đông kết thần tốc. Cấu trúc hạt nano bị khóa cứng tức thời trong chất nền titan, tạo nên mạng tinh thể hạt siêu mịn không thể tách rời.

Mười hai giờ trưa, còi báo hoàn tất mẻ nấu vang lên.

Kỹ sư xả khí argon nguội vào buồng lò, sau đó cần cẩu mở nắp khuôn đúc.

Một thỏi hợp kim hình trụ tròn màu xám bạc ánh kim loại sẫm từ từ được nhấc lên khỏi khuôn. Thỏi kim loại dài tám mươi phân, đường kính hai mươi phân, nặng đúng bốn mươi lăm kilôgam. Toàn thân thỏi kim loại phẳng lì, không có một vết nứt tế vi hay lỗ xốp co ngót nào.

Đó là thỏi hợp kim nano Titanium-Carbon đầu tiên mang mã hiệu KN-TiC01.

Nam cùng chú Bảy chuyển thỏi kim loại sang phòng kiểm định cơ lý tính.

Kỹ sư dùng máy cắt dây EDM cắt ra ba thanh mẫu thử nghiệm tiêu chuẩn kích thước mười nhân mười milimét.

Thanh mẫu số một được gá lên trạm máy kéo nén thủy lực năm trăm tấn.

Nam ấn nút vận hành máy kéo. Hai ngàm kẹp thủy lực bắt đầu kéo giãn thanh kim loại với lực tăng dần.

Năm mươi tấn. Một trăm tấn. Một trăm năm mươi tấn.

Kim đo áp lực tăng dần qua các vạch giới hạn đỏ của thép cường lực thông thường. Màn hình máy tính ghi nhận độ biến dạng đàn hồi rất nhỏ.

Khi áp lực kéo chạm mốc hai trăm tám mươi tấn, tương đương với giới hạn bền kéo 2.800 megapascal (MPa), máy kéo mới phát ra tiếng cùm cụp của van xả an toàn. Thanh kim loại vẫn nguyên vẹn, không hề xuất hiện vết thắt cổ chai.

Hoàng Tuấn kinh ngạc reo lên:

"Giới hạn bền kéo đạt hai nghìn tám trăm MPa! Gấp đúng ba lần thép cường lực đóng tàu ngầm và gấp bốn lần hợp kim titan hàng không truyền thống!"

Chú Bảy mang thanh mẫu số hai sang máy đo độ cứng Rockwell:

"Mũi kim cương ấn vào mà đồng hồ chỉ tận 72 HRC Nam ơi! Cứng ngang ngửa hợp kim vonfram carbide! Cái này mà làm dao tiện hay vỏ giáp thì không có gì xuyên thủng được!"

Lê Vân cầm thanh mẫu số ba, đặt lên giá đỡ gốm chịu nhiệt. Cô bật mỏ hàn plasma công nghiệp.

Ngọn lửa plasma màu xanh lam nhiệt độ 1.800 độ C phụt thẳng vào bề mặt thanh kim loại. Nhiệt độ cao làm không khí xung quanh méo mó vì sóng nhiệt. Nhưng sau ba mươi phút nung đỏ rực liên tục, thanh kim loại KN-TiC01 không hề bị chảy rữa hay bong tróc lớp oxit.

Vân dùng thước kẹp đo lại:

"Hệ số giãn nở nhiệt ở nhiệt độ cao gần như bằng không! Cấu trúc mạng nano carbon đã neo chặt các nguyên tử titan lại, ngăn chặn hoàn toàn hiện tượng trượt tinh thể nhiệt."

Chú Bảy tháo găng tay, lắc đầu thán phục:

"Nhẹ chỉ bằng một nửa cục thép mà cứng như đá hoa cương, lại chịu được lửa hàn plasma suốt nửa tiếng. Cơ khí nước mình giờ chế ra được thứ kim loại thần kỳ thế này rồi!"

Nam mỉm cười, chỉ tay vào thỏi hợp kim nặng bốn mươi lăm kilôgam:

"Đây mới chỉ là phôi thỏi đầu tiên thôi chú Bảy. Chúng ta cần đúc thêm hai mươi thỏi KN-TiC01 nữa trong tuần này. Một nửa sẽ dùng để tiện phay khung bệ đỡ quang học cho cỗ máy quang khắc cực tím cực sâu EUV. Nửa còn lại sẽ chuyển ra Cam Ranh để dập khung thân chịu lực cho mẫu máy bay không người lái trinh sát tầm cao của Cục 701."

Lê Vân gật đầu tán thành:

"Phôi hợp kim này có độ cứng 72 HRC, dao tiện hợp kim thông thường sẽ bị mòn vẹt ngay khi chạm phôi. Em sẽ phối hợp với chú Bảy dùng dao cắt kim cương đa tinh thể PCD kết hợp phương pháp gia công tia lửa điện EDM để định hình chi tiết."

"Mày cứ để khâu cắt gọt cho tao," chú Bảy cười lớn, vỗ ngực tự tin. "Dàn máy phay năm trục CNC của xưởng Nam Phát đã trang bị đầu dao kim cương rồi. Thép cứng cỡ nào tao cũng gọt phẳng lì cho mày xem."

Dưới túi áo ngực của Nam, quả cầu AI Khởi Nguyên (Origin Core) rung lên từng nhịp mạnh mẽ, tỏa ra dòng nhiệt lượng ấm áp lan tỏa khắp cơ thể:

*Xác nhận bước đột phá vật liệu siêu cấp: Chế tạo thành công Hợp kim nano Titanium-Carbon Nanocomposite (KN-TiC01).* *Độ bền kéo đạt 2.800 MPa, độ cứng 72 HRC, chịu nhiệt 1.800°C với khối lượng riêng chỉ 4.5 g/cm³.* *Phá vỡ giới hạn vật liệu chịu tải nhiệt cho thiết bị hàng không vũ trụ và máy quang khắc EUV.* *Trao thưởng thành tựu then chốt: +250 Điểm Ảnh Hưởng Cấp 2.* *Tổng điểm tích lũy hiện tại: 7.250 / 15.000 Điểm Cấp 2.* *Mở khóa công nghệ chế tạo quang học: Máy gia công bề mặt phi cầu bằng chùm ion siêu chính xác Ion Beam Figuring (IBF).*

Nam khẽ mỉm cười. Điểm tích lũy đã vượt qua mốc bảy nghìn hai trăm điểm.

Nam quay sang Hoàng Tuấn:

"Tuấn, nạp ngay bản vẽ cấu trúc gương quang học EUV vào trạm máy tính. Sáng mai chúng ta sẽ vận hành hệ thống gia công chùm ion."

"Rõ, thưa anh!" Tuấn đáp dõng dạc.

Nam cầm chiếc búa thép nhỏ trên bàn thợ. Anh gõ nhẹ vào đầu thanh hợp kim KN-TiC01.

Âm thanh kim loại vang lên trong vắt, ngân dài tựa tiếng chuông đồng giữa gian xưởng luyện kim AIMR.