周惠久,材料科学家、教育家,中国科学院院士。长期从事金属材料、热加工、热处理、材料强度等方面的科技工作和教育事业。他创立多次冲击抗力理论,在低碳马氏体的理论和应用方面作出贡献,并阐明了金属材料强度塑性韧性合理配合的规律性,对我国材料强度学科的建立起了推动作用。
周惠久,1909年3月1日出生在辽宁省沈阳市的一个贫民家里,祖籍浙江省绍兴县。其父早亡,其母克勤克俭,把心血倾注在培育子女成才上,周惠久自幼就树立了刻苦求学的志向。
1927年周惠久在沈阳第一中学高中毕业,同年考入唐山交通大学土木系结构工程专业,学习铁道桥梁。他以勤工俭学的微薄收入度过了四年大学生涯。他白天学完全部功课,晚上则在图书馆里博览书刊,还给《东方杂志》撰写了一系列科学文章,题材广泛,从紫外光、电视、基本粒子到功能材料等。以后半个多世纪的历史进程表明,这些文章正是迅猛发展的科学技术新领域。当时,稿酬虽然是他一项重要的经济收入,更重要的是,在勤工剑学中锤炼了周惠久的意志,扩大了他的视野。
1931年周惠久大学毕业,获工学士学位。9月1日回沈阳到东北大学任助教。9月18日,日本侵略军悍然侵占我国东北三省。为了不在日伪统治下作奴,周惠久毅然南下,到北平靖华大学任助教,除辅导结构力学外,还讲授过材料试验、测量学等课程。1935年他考取公费留学,赴美国学习。
他先到伊利诺依大学力学系攻读硕士学位,导师摩尔(H.F.Moore)是一位著名的研究金属疲劳的科学家。周惠久不仅以优秀的成绩修满了全部学分,而且善于动手,锐意提高试验技巧。他因成绩优异被遴选为“荣誉协会”(Hon0ur So-ciety)会员,获著名的“ΣX”证书。摩尔对周惠久非常赏识,指导他从事“钢轨疲劳”课题的研究。1936年依利诺依大学授予他力学硕士学位。
周惠久原想从力学入手来解决机械工程中的失效问题,经过一年的科研实践,他感到单靠力学不能解决全部问题,还必须深入研究材料本身。于是他转学到密歇根大学化工冶金系,决心从头开始修完另一组课程,并进行“晶界的X线年他又获密歇根大学冶金工程硕士学位。
在此期间,蓬勃兴起的汽车工业引起了他的很大兴趣,正是汽车工业体现了当时社会生产力的飞速发展,也推动着材料科学技术的巨大进步。1937年暑假,他曾参加通用汽车公司主办的汽车学院师资班学习,并获得毕业证书。
就这样,他知难而进,勇于探求,不仅获得了双硕士学位,还在力学、冶金和机械制造三方面打下了基础,在理论知识、实验技能和生产经验诸方面大获丰收,这些对他以后一生的事业起着重要的作用。
1937年7月7日,震惊世界的芦沟桥事变爆发,日本侵略军大举进攻,中华民族面临生死存亡的最后关头。全民族抗战的消息传到大洋彼岸。周惠久在美国还有一年公费留学机会,而且依利诺依和密歇根大学的两位导师都让他继续攻读博士学位。为了抗日救亡,周惠久毅然提前回国,和一些爱国留美学生一起来到大后方。1938年9月他到昆明西南联大机械系和航空系任教授,并在清华航空研究所兼职。为了更直接地对抗日战争作出贡献,1941年他转到陆军机械化学校战车机械工程研究所工作,1942年任所长,主要研制战时急需的汽车配件,特别是在材料代用方面进行研究;同时还在该校下属的机械化工程学院任教,培养车辆工程专门人材。
1945年抗战胜利后,他目睹国民政府的黑暗与,决心离开这些单位,转到重庆大学,中央大学的机械系和航空系任教授。1946年暑假,他随中央大学回到南京;同年冬,到善后救济总署工矿委员会兼职。1947~1949年他到上海交通大学任教授,1948年起兼任无锡开源机器厂(现无锡机床厂)总工程师。在开源厂工作期间,他致力于提高铸、锻、焊、热处理质量。中华人民共和国建立初期,他领导研制国内稀缺而又急需的机器设备,为我国生产了第一台立式车床和?纺机等。
1952年高校进行院系调整和教学改革,周惠久又回到上海交通大学机械工程系任教授,参加筹建金属学热处理专业,并担任金属试验室第一任主任。1954年转到新成立的铸工教研室任主任。他拥护党中央、国务院关于交通大学西迁的决定,1958年率全家迁到西安,任机械制造系主任;同年,加入中国党。国家科委成立后,他担任科委技术科学组成员,并兼机械学组副组长。1963年高教部批准西安交大成立金属材料及强度研究室,他任主任;1979年经批准升格为研究所,他任所长。1980年他被选为中国科学院学部委员(1993年改称院士)。1980到1984年,周惠久任西安交通大学副校长。他还担任过中国机械工程学会副理事长、材料学会理事长、热处理学会副理事长、理化检验学会副理事长,以及中国金属学会理事等职,他曾当选为陕西省第五届代表。
早在1938年,周惠久就在西南联大首次开设“金相学及热处理”、“材料学”、“铸造学”等课程。1952~1957年他在上海交通大学任教授,积极参加教育改革。他刻苦学习俄语,努力吸取苏联教材中的先进内容,并结合我国生产实际,为金相、铸工两个专业连续开设了“金属学”、“材料的检验和试验”、“铸造合金”、“铸件质量控制”等新课程。1954年他受高教部委托在大连主持制订全国第一份《金属学及热处理》学大纲。以后他又翻译了苏联《金属学导论》教材。1954年他还响应国务院号召,亲自带领金相专业师生到榆次经纬纺织机械厂进行生产实习;1955年又代表交通大学总管全校在东北地区的生产实习,总结师生下厂的经验。1959年他着手进行“金属机械性能”课程的改革,大大扩充内容,把金属材料成分-组织-性能关系和机械零件的失效及其预防紧密结合起来。由他主编的我国第一本《金属机械性能》教材于1961年由机械工业出版社出版。
周惠久还长期担任全国金相专业教材编审委员会主席,为各门专业课程的教材建设呕心沥血。1963年他是第一批招收研究生的导师;1979年恢复研究生制度后,他又是第一批招收硕士生和博士生的导师。他还担任过国务院学位委员会委员兼学科评议组冶金、金属材料及热加工组组长。除了培养本科生、硕士生和博士生外,他还注重科学普及教育工作。70年代,受一机部、煤炭部和陕西省委托,在西安交通大学举办了多期材料强度短训班,吸收工矿企业的老工人和工程技术人员参加,他亲自讲课,并回答学员提出的生产中遇到的一些问题。
周惠久的教育思想有两个特点。第一是理论联系实际。长时期来他经常深入生产第一线,积累了丰富的实际工作经验;他总是以身作则,劝勉学生到工厂去,向生产学习,向工人学习。第二是提倡独立思考。他对英、美和原苏联的两大学术体系有深入的研究,能够汲取两者之所长,摒弃两者之所短。在教学工作中,他善于启发学生,不要迷信书本,要从实际出发。他多次亲自指导生产实习,使研究与解决实际问题相结合。
周惠久从事教育事业半个多世纪,可谓“桃李满天下”。他的学生中有的是中国科学院院士、大学校长、专家教授,有的担任部、局或省、市的领导,还有不少是国家级有杰出贡献的科技工作者。他尊重人才,爱护青年,循循善诱,爱才若渴。个别学生很有才华而被错划为分子后,他仍然非常关心。对青年他始终热情帮助而又严格要求。针对大学中出现的“厌学风”和“读书无用论”,他以焦急的心情在校刊上发表文章,指出“不学无术最不足取”,勉励同学们珍惜青春年华,学好知识和本领,做有真才实学的人,为祖国、社会、人类作出应有的贡献。
1989年,在他80岁时,科学出版社出版了由他主编的大型教学参考书《材料强度学》。这是他给前来祝寿的百余名各届学生最好的回报。
50年代周惠久在查阅了许多苏联科技书籍后,看出苏联学术界有一种过于强调材料塑性韧性作用的倾向,这就限制了材料强度潜力的发挥。到工厂调研时他又发现,按照苏联的设计图纸和技术条件,制造出来的不少产品都粗大笨重而寿命不长。这种情况很不利于提高我国机械设计制造的水平。当时国外还没有人对多次冲击抗力问题作过系统的研究和论述,他决心通过试验研究来解决这个问题。在1958年他首先领导设计和研制“多次冲击试验机”,并相继取得了丰富的试验数据。从1962到1965年,他在《中国机械工程学报》和《中国科学》(英文版)上连续发表了5篇论文,总结并阐述了金属材料多次冲击抗力的基本规律,指出了盲目追求塑性韧性的不合理性。过去工程界普遍认为,承受冲击载荷的零件要求材料具有较高的冲击韧性。周惠久等论证了多次冲击抗力并非仅仅决定于冲击韧性,而是决定于强度和塑性韧性的配合;冲击韧性低而强度高和冲击韧性高而强度低的两种材料,其冲击能量-断裂次数的两条曲线必有交点,在大量、常见的冲击能量范围内,提高强度不仅不降低,反而能提高多次冲击抗力。这就为合理选择材料和制订热处理工艺指明了方向。
1964年周惠久等应邀先后去第一汽车厂和洛阳拖拉机厂等单位讲学,介绍科研成果和学术观点,并推动了厂校协作。这些成果很快得到了国家的重视。国家科委把多次冲击抗力理论列为1963~1964年100项国家重大科学成果之一。在1965年高等教育部举办的直属高校科研成果展览会上,多次冲击抗力理论和人工合成胰岛素等并列为5项重大的科研成果,被誉为“五朵金花”。同一期间国家科委在北京组织座谈会和报告会,请周惠久向机械、煤炭、石油、水电、兵工、航空等部门主管技术的领导同志,以及首都教育界、科技界、工程界人士作报告,受到高度重视和热烈欢迎,并沟通了一些协作渠道。
虽然周志宏在1928年就揭示了纯铁在高速冷却下形成马氏体的过程,但在冶金界还有很多人习惯地认为低碳钢除渗碳外不能淬火强化。周惠久从1958年起,开展了《低碳马氏体强化及其综合性能》的研究,论证了低碳钢淬火后能得到具有优越性能的低碳马氏体,为发挥常用低碳钢的强度潜力开辟了新途径。
1971年周惠久参加下乡小分队到宝鸡石油机械厂。他配合工人和技术人员,应用高强度高淬透性的低碳马氏体钢,研制石油钻采机具轻型吊卡,并深入到大港油田钻井现场进行考验,受到钻井工人的好评。
1976年起又与宝鸡石油机械厂合作,进行轻型吊环的研制:一方面采用高强度低碳马氏体钢以大幅度减轻吊环重量,同时又应用断裂力学原理对吊环的疲劳寿命进行预测,并进一步采用表面强化技术延长其使用寿命,从而使轻型吊环得到API(美国石油学会)的承认,同意使用它的标志。
经过30多年的努力,低碳马氏体在生产中得到了广泛的应用。石油钻井吊具、射孔枪、汽车上的重要螺栓、连接钢轨的鱼尾螺栓、输煤机溜槽和圆环链、手扶拖拉机驱动轴等等,在应用低碳马氏体钢后都取得了明显的社会效益和经济效益,提高了强度水平和使用寿命,减轻了机件重量,节约了金属材料和合金资源。
在理论研究方面,对低碳马氏体的显微组织和精细结构、自由回火转变、合金化和淬透性,以及环境开裂敏感性等方面都有新的发现。例如在不同成分的低碳马氏体中,都发现在板条束之间存在着残留奥氏体薄膜;又Ms点(马氏体初始转变温度)高于300℃的低碳钢在淬火过程中均伴随着自回火,从而阐明了低碳马氏体的强韧化机理。
由周惠久领导的“低碳马氏体强化理论和应用研究”课题,经鉴定认为达到了国际先进水平,并获得1987年国家科技进步一等奖。1988年在美国召开的第六届国际热处理会上,周惠久被特邀在开幕式中作关于低碳马氏体的主旨报告。
早在1963年全国热处理年会上,周惠久等发表了《发挥金属材料强度潜力》等一系列论文,受到了学术界和工程界的欢迎。随后,为了全面解除对提高材料使用水平的各种顾虑,周惠久领导的研究集体还开展了疲劳缺口敏感度、疲劳过载损伤及次载锻炼、塑性等课题的系统研究,目的在于减轻机械产品自重,延长使用寿命,节约金属材料和能源。
70年代初,当断裂力学开始在中国传播之际,就引起周惠久的注意。在他的倡导。
上一篇:图文]锅炉压力容器制造许可条件
下一篇:新版热处理手册—典型零件热处理