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周惠久

周惠久(1909 03.01 - 1999 02.09),出生于辽宁沈阳,金属材料学家、力学性能及热处理学家、教育家。

1931年毕业于唐山交通大学,获学士学位。1936年获美国伊利诺大学硕士学位,1938年获密西根大学硕士学位,1953年加入九三学社,1980年当选为中国科学院院士。

率先开设并改革充实《金属力学性能》课程。起草并组织协调全国科技规划中机械制造材料强度中心问题的研究工作。筹建并领导金属材料及强度研究室,为我国材料强度科学的建立做出了重要贡献。主持开展多次冲击抗力等课题的研究,从多冲抗力、疲劳缺口和过载敏感度、塑性等方面论证了提高材料使用强度水平的必要性和可能性。开展了低碳马氏体强化及其总和机械性能的研究,突破了对低炭钢选材用材的传统观念。总结多年的研究形成“发挥金属材料强度潜力--强度塑性、韧性的合理配合”的理论成果,逐步推广应用,取得巨大的经济和社会效益。

他致力于金属材料、热加工、热处理、材料强度等方面研究。他创立多次冲击抗力理论,为合理选择材料和制订热处理工艺指明了方向;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;阐明了金属材料强度塑性韧性合理配合的规律性,对中国材料强度学科的建立起了推动作用。

1909年3月1日,周惠久出生于辽宁沈阳,周惠久祖籍浙江绍兴,其父周瑞麟,为清朝奉天(今沈阳)一小衙门的文书,在周惠久两岁时即去世。母亲克勤克俭,把心血倾注在培育子女成材上。

1927年,周惠久毕业于沈阳第一中学,同年考入唐山交通大学土木系结构工程专业。由于家境贫困,靠勤工俭学读完四年大学。通过勤工俭学,扩大了周惠久的视野,也锤炼了他的意志。

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亡国奴,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。

1931年毕业于唐山交通大学,1947-1949在交通大学任教。

1931~1935年,任清华大学助教。

1936年获美国伊利诺大学硕士学位,1938年获密西根大学硕士学位。

1935年暑期,周惠久考取了公费留美,进了伊利诺大学力学系,导师是美国材料疲劳研究的权威摩尔(HFMoore)教授,完成了《钢轨钢的疲劳行为》的论文,1936年获得力学硕士学位。因为成绩全优,又善于动手,锐意提高实验机能,被选为美国荣誉学会(HonourSociety)会员,SigmaXi荣誉会员。

1936~1938年,在美国密歇根大学化工冶金系学习,获冶金工程硕士学位。

1937年7月7日,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。

1938年暑期,他获密歇根大学冶金工程硕士学位。在攻读硕士两个暑假时,周惠久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。

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。

1942年任所长,主要研制战时运输急需的汽车配件,同时在机械化工程学院任教。在极其困难的条件下,逐一解决了材料代用、热冷加工及精度等问题,为培养车辆工程专门人才做出了很大贡献。

1945年到重庆大学和中央大学的机械系和航空系任教授。

1945~1947年任重庆大学、中央大学机械系、航空系教授。

1946年暑假,随中央大学回到南京,1947年转到上海交通大学任教授。

1948年,应朋友之邀共同筹建私营无锡开源机器厂(现在的无锡机床厂),他受聘出任总工程师,后兼厂长。他们欲借申新系统的民族资本创办一个不受国民党干扰、生产高质量机械产品的工厂。他们集结了6位留学生和10多位大学生及一批能工巧匠,克服了新中国成立前夕老板外逃、资金断绝等困难,生产纺织机零部件。

1949年春,无锡、上海相继解放。周惠久等怀着对新中国无比热爱的激情,接受当时华东工业部的加工订货。他领导研制国内稀缺而急需的机器设备,为中国生产了第一台两米立式车床、12米精密车床和麻纺机等机械产品,为新中国成立初期中国机械工业的恢复与发展做出了贡献。

1952年在促成开源机器厂公私合营后,周惠久又回到上海交通大学机械制造系任教授,参加筹建金属学热处理专业,并担任金属实验室第一任主任。

1953年加入九三学社。

1954年,任新成立的铸工教研室主任。在此期间,他顽强地学习俄语,努力吸收苏联教材中的先进内容,并结合中国工厂中的生产实际,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,主持制定全国第一份金属学及热处理统一教学大纲,并翻译了苏联《金属学导论》教材。

1958年,响应党和政府支援大西北建设的号召,周惠久全家迁到西安。他到西安交通大学工作,历任机械工程系主任、金属材料及强度研究所所长、副校长,全国金属材料及热处理专业和热加工专业教材编审委员会主任。他对金属机械性能课程进行改革,大大扩充内容,把金属材料的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。由他主编的中国第一本《金属机械性能》(1961)教材在国内教育界和工程界产生了重大影响。

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。

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。

1977年,教育部曾召集部分高校开会,制订直属高校的科学技术发展规划,周惠久也参加了会议,提出了在高校开展材料强度研究的构想。

1979年,经批准升格为研究所,他任所长。

1980年,当选为中国科学院学部委员(院士)。

1980年,被选为中国科学院学部委员(1993年改称中国科学院院士)。

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人大代表。

周惠久开展了低碳马氏体的系统研究,突破了对低碳钢选材用材的传统观念。在冶金界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。

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。

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年国家科技进步奖一等奖。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上做关于低碳马氏体的主旨报告。

早在70年代初期,当断裂力学开始在中国传播之际,就引起了周惠久的关注。在他的倡导下,开展了关于断裂韧性、疲劳裂纹的萌生和扩展、疲劳门槛、低温强度等课题的研究;与此同时,还开展了喷丸、滚压等表面强化和残余应力的研究,以克服机件的薄弱环节,实现等强度设计,进一步发挥金属材料强度潜力。

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线观察”研究。

1999年2月逝世。

在西安交通大学任职期间,率先开设并改革充实“金属力学性能”课程。起草并组织协调全国科技规划中机械制造材料强度中心问题的研究工作。筹建并领导金属材料及强度研究所,为中国材料强度科学的建立和发展作出了重要贡献。在多冲抗力、疲劳缺口和过载敏感度、塑性等方面,论证了提高材料使用强度水平的必要性和可能性。同时开展低碳马氏体强化及其综合机械性能的研究,突破了对低碳钢选材用材的传统观念。

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。

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。

几十年来周惠久一直从事金属材料、热加工、热处理、材料强度等方面的科技工作和教育工作。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做出贡献,并阐明了金属材料强度塑性韧性合理配合的规律性,对中国材料强度学科的建立起了推动作用。

在上述基础上,周惠久等进一步完善了“发挥金属材料强度潜力理论”,总结了“强度、塑性、韧性合理配合”的基本规律。国外在如何选材用材方面多属各公司的生产“诀窍”,尚未见到一个系统的理论。在周惠久领导下,经过30多年的试验研究,终于提出了一个发挥金属材料强度潜力的完整理论。其贡献主要有两方面:一是提出了根据机件的服役条件和失效特点,实现材料强度塑性韧性合理配合的理论。他分别研究了承受静载、冲击、疲劳和在低温下工作的机件,考察了反映材料在接近服役条件下的各种性能指标,探讨了这些指标与强度、塑性、韧性的关系,发现在一定的强度值和塑性韧性值的配合下,这些抗力指标会出现峰值;而当服役条件发生改变时,高峰的位置则相应地向一定方向转移;二是提出了一系列行之有效的获得强度、塑性、韧性最佳配合的方法,包括高韧性材料的强化和高强度材料的韧化,普通碳钢和合金钢的强韧化,表面强化和有益残余应力的运用,以及局部强化以克服机件薄弱环节等,从而改变了传统的选材用材观点,为充分发挥材料强度潜力提供了必要的手段。这一理论成果已在汽车、拖拉机、农机、铁道、石油、煤碳、轻纺、兵器等行业得到应用,并取得巨大的经济和社会效益。

在理论研究方面,周惠久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。

周惠久教授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右派分子后,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。

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研究生和博士研究生的导师。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、硕士研究生和博士研究生外,他还注重科学普及教育工作。

周惠久从事教育事业几十年来,为国家培养了众多金属材料方面的人才。周惠久的教育思想有两个特点。第一是理论联系实际。长时期以来,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。

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。

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。

早在1963年中国热处理年会上,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。

从1962年到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。

1954年他受高教部委托在大连主持制订中国第一份《金属学及热处理》统一教学大纲。以后他又翻译了苏联《金属学导论》教材。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。由他主编的中国第一本《金属机械性能》教材于1961年由机械工业出版社出版。

1989年,在其80岁高龄时,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。

1Zhou Huijiu,Model Test of a Rigid Frame Structure,The Journal of the Tsing Hua Engineering Society,1935,4(1):151~188.

2周惠久,表面处理与机件之耐疲问题,机械制造,1951,2(1):5~11;1951,2 (2):13~19、33。

3周惠久主编,金属机械性能,机械工业出版社,1961。

4周惠久,金属材料及强度专辑,西安交通大学,1964,第1集;1973,第2集;1977,第 3集;1989,第5集。

5周惠久、王笑天、黄明志、罗启富,低碳马氏体及其综合机械性能,高等学校自 然科学学报,1964:109~142。

6Zhou HuiChiu,The Resistance of Tempered Steel Against Fracture Due t o Repeated Impact and the Process of Crack Propagation during the Course of Frac ture,Scientia Sinica,1965,14(5):766~785.

7周惠久、涂铭旌、邓增杰、朱维斗,再论发挥金属材料强度潜力问题强度塑 性韧性的合理配合,西安交通大学学报,1979,(4):1~20;1980,(1):25~37。

8Deng ZengJie,Jin DaZeng and Zhou HuiJiu,Influence of Shot Peeni ng on the Initiation and Propagation on Fatigue Crack in Some Constructional Ste els,ProcInt.Confon Shot Peening,1981:389~394.

9Jin DaZeng,Deng ZengJie and Zhou HuiJiu,Fracture Analysis,Servi ce Life Prediction and Strengthening of Elevator Links for Oil Well Drilling Equ ipment,IntJof Fatigue,1983,5(1):43~47.

10周惠久,金属材料强度研究与应用,科学技术文献出版社,1984。

11Li Nian,Du Baiping and Zhou Huijiu,On the Relationship between Fatigu e Limit,Threshold and Microstructure of a Low Carbon CrNi Steel,IntJof Fat igue,1984,6(2):89~94.

12Zhou Huijiu,Foreword,Gu Haicheng & He Jiawen ed,Proceedings of Int ernational Symposium on Microstructure and Mechanical Behaviour of Materials,EMA S,1986;Zhou Huijiu et al,Effect of Carbides and Matrices on Fatigue Crack Growt h under Repeated Impact Bending Load,Ibidpp1019~1028;Study on Fracture Mechan isms in Impact Fatigue,Ibidpp1029~1041;The High Temperature LCF Life Distribu tion and Fracture Mechanisms of the Ferrobase Superalloy GH36,Ibidpp 1043~1052.

13Wu Jingzi,Gu Haicheng and Zhou Huijiu,Reliability Evaluation of Fatig ue Crack Initiation Life Distribution in Titanium Alloy,Proceedings of the Secon d IntConfon Structural Failure,Product Liability and Technical Insurance,1986.

14HuiJiu Zhou and YungJun Li,Lowcarbon Martensites and Their Appl ications(Keynote Lecture),ProcICHT6,1988:9~19.

15周惠久、黄明志主编,金属材料强度学,科学出版社,1989。

16Liu YungNing,Zhu JinHua and Zhou HuiJiu,Effect of Loading Rate and Temperature on DuctileBrittle Transition of a Carbon Steel,Acta Metallur gica Sinica,1990,3A(6):419~423.

17Gao Husheng,Gu Haicheng and Zhou Huijiu,The Effect of Hardness on the Fretting Fatigue of Alloy Steels,FatFractMaterStruct,1991,14(7): 789~796.

1938~1941年任西南联大教授,并在清华大学航空研究所兼职。

1941~1945年任陆军机械学校战车机械工程研究所所长,兼机械化工程学院教授。

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。

1948~1952年任无锡开源机器厂(无锡机床厂前身)总工程师、厂长。

1963年高教部批准西安交通大学成立金属材料及强度研究室,任主任

历任西南联大、清华大学、上海交大教授,西安交通大学副校长。兼任陕西科协副主席、中国机械工程学会理事长、中国材料学会理事长、国务院学位委员会委员,中国博士后基金会理事。当选陕西省第五届人大代表。

周惠久教授还曾历任西安交通大学校务委员会主任,校学术委员会名誉主席,金属材料及强度研究所名誉所长,陕西省科协副主席等职务,曾当选为陕西省第五届人大代表。

周惠久教授还兼任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,中国金属学会理化检验学术委员会副主任,机械工业部热加工专业,金属材料热处理专业教材编审委员会主任委员,国务院学位委员会委员等职。

周惠久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。

他是在英国出版的《国际疲劳》杂志顾问编委、法国巴黎国际喷丸学术委员会委员、美国金属学会国际委员。他还先后担任过西安交通大学副校长、全国金属材料及热处理专业和热加工专业教材编审委员会主任、国务院学位委员会委员兼学科评议组冶金及热加工组组长等职。

他于1958年参加中国共产党,是陕西省第五届人大代表,曾任陕西省科协副主席。

周惠久所主持的研究项目还曾获得过国家发明奖两项,国家教委、陕西省、西安市的各种奖励10余项。

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。

周惠久先生是著名的材料科学家、教育家、中国科学院资深院士。他长期从事金属材料、热加工、热处理、材料强度等方面的科技工作和教育事业。他创立了多次冲击抗力理论,在低碳马氏体的理论和应用方面作出了突出贡献,并阐明了金属材料强度塑性韧性合理配合的规律性,对中国材料强度学科的建立起了重要推动作用。周先生从事教育事业半个多世纪,可谓“桃李满天下”。他尊重人才,爱护青年,循循善诱,爱才若渴。对青年他始终热情帮助而又严格要求。周先生不仅其学术思想博大精深,而且其坚持理论联系实际、提倡独立思考的教育思想也是深谙教育之规律,为我们今天建设世界知名高水平大学,办人民满意的教育提供了借鉴。王书记表示,我们一定要继往开来,弘扬传统,不辜负老一辈交大人和海内外广大校友的期望,努力加快建设世界知名高水平大学的步伐,为建设创新型国家和实现中华民族的伟大复兴做出更大的贡献。(西安交通大学党委书记王建华


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