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张作梅

张作梅(1918.10.4-1998.12.30),广东兴宁人,金属材料、机械工程学专家,中国科学院院士。历任中国科学院机械电机研究所研究员、副所长,中科院机械研究所研究员、副所长,中科院长春分院副院长,长春光学精密机械研究所研究员、副所长,中科院技术科学部委员。

1941年毕业于广州中山大学。1944年末考取留英公费生,1949年7月获雪菲尔德大学机械工程学博士学位,1951年8月应邀回国,投身筹建中国科学院金属研究所。1980年当选中国科学院院士、学部委员。 [1]

张作梅长期致力于金属压力加工领域的研究工作。 [2] 同时,对金属在均匀压缩下的应力应变关系、横煅及横轧时金属的变形和破裂、金属的塑性和变形抗力等进行了系统的基础性研究 [3] 。主持恢复了长春光机所的机构学、机械传动、摩擦磨损润滑、机械材料与工艺四个研究室的方向任务和实施方案,承担空间机械和机器人等课题研制任务。其多项科研成果为中国经济建设提供了重要科学依据。

1918年10月4日,出生于广东兴宁县,其父张葛民系清朝秀才,曾留学日本。其母袁三凤曾就读于香港,文化教养良好。张作梅自幼受益于双亲的教诲,养成了勤奋好学的品德。在其11岁时父亲病逝,家境每况日下,其母不忍心儿子中途辍学,于1931年将张作梅送往香港,只身投靠其舅父,寄居就学。

1931年至1937年就读于香港英文书院中学

1937年张作梅中学毕业,正值“七七”事变爆发,国难当头,张作梅放弃香港大学教育系的公费学额,成功投考广州中山大学机械系 [4] 并且于1941 年顺利毕业,获学士学位。

1941年至1945年,张作梅由同学介绍进入中央造币厂昆明分厂工作。任技佐兼机修股金工间主管员,后被提升为技士兼铸造股股长,主管从铸锭到成币的所有工序的技术工作。

1944年末,他以优异成绩考取由当时教育部招考的英美奖学金留学生至留英公费生,开始了海外学习、研究的生活。

1945年至1946年,他被安排到设菲尔德(Sheffield)城的大卫联合工程公司(Davy-united Engineering Co,Ltd.)重型机械制造厂学习大型轧钢机制造。由于厂方对外国人实行技术保密,学习成果有限。

1946年,张作梅考取了英国机械学专家、设菲尔德大学机械系教授斯威夫特(H.W.Swift)的研究生,从事机械学研究,并攻读博士学位。1947 年底,他相继发表了两篇学术论文,受到其导师和校方的赞赏并提高了奖学金。1949年7月,时年31岁的张作梅获得机械工程博士学位。其博士论文“金属棒材的剪切”被英国的《金属学报》予以刊登。

1949至1951年,张作梅在设菲尔德大学的工程研究院担任研究员,从事金属压力加工方面的研究工作,并撰写发表了多篇具有当时国际先进水平的研究成果的学术论文。

1950年,中英两国正式建交,同年年底,中国著名科学家严济慈率中国科学代表团赴英考察慰问。张作梅应邀回国筹建中国科学院金属研究所。

1951年,张作梅正式归国。回国后,在中国著名金属学家李薰的主持下进行筹建金属研究所的工作。建起了压力加工研究室、材料试验室,以及机械加工和热加工车间,并担任压力加工研究室主任。1957年,由他领导的研究室已成为中国从事压力加工科学研究的一流研究室,围绕国民经济建设的课题取得了丰硕的科研成果。

1957年,张作梅被任命为中国科学院机械电机研究所副所长。

1958年至1960年,张作梅改任中国科学院机械研究所副所长,并兼任该所压力加工研究室和机械强度研究室主任。在此期间,还参加了长春机械学院的筹建工作,兼任该院副院长。

1960年至1983年任中国科学院长春光学精密机械研究所副所长,兼任材料与压力加工和机械强度两个研究室主任,继续开展压力加工理论与应用研究和大型精密光学测量设备的精密机械工艺研究工作。 [5]

1976年底,张作梅按所长分工,负责机构学、精密机械传动、精密机械轴承与润滑以及精密机械材料等四个研究室的技术与管理工作,并亲自指导开展了“金属超塑性”和“非晶态合金”的研究。

1980年当选为中国科学院院士, [1]

1980年至1984年,任中国科学院长春分院副院长,并于1983年以65岁高龄加入了中国共产党。

1983年至1998年,任中国科学院长春光学精密机械研究所研究员,学术委员会副主任。

1998年12月30日病逝于长春,享年80岁。 [6]

科研综述

研究了国产钢种的性能与压力加工的关系,为解决国产钢种的加工工艺和性能提出了科学依据对重轨的轧制、薄板的粘结、电热丝材料的加工、新钢种的轧制、锻造和挤压等进行了系统的基础性研究,为生产新钢材提供了科学依据对金属在均匀压缩下的应力应变关系、横煅及横轧时金属的变形和破裂、金属的塑性和变形抗力等进行了系统的基础性研究。主持恢复了长春光机所的机构学、机械传动、摩擦磨损润滑、机械材料与工艺四个研究室的方向任务和实施方案,承担空间机械和机器人等课题研制任务。 [7]

张作梅参与主持筹建中国科学院金属研究所,参与中国东北钢铁企业生产的恢复与发展。20世纪50年代,在国内外首次提出变形量的积累作用与奥氏体晶粒度的关系问题;开展金属的剪切与冲裁原理和球墨铸铁可塑性研究,成果具国际先进水平;率先在中国开辟了实验应力分析的新兴技术领域。20世纪60年代,对不同温度、速度和均匀压缩下金属的变形抗力进行了系统研究,成果达到国际先进水平。20世纪70年代,张作梅开展金属超塑性和非晶态合金的研究,成果应用于工业发展。同时,在尖端科技如卫星、空间技术等有关机械学问题以及空间机械和机器人等课题研制开展工作,为中国科技现代化作出了贡献;三次参与中国科学技术发展规划的制定,是具体制定并组织实施中国机械科学发展规划的负责人之一。 [6]

金属超塑性和压力加工

张作梅在金属压力加工方面的科学研究工作从轧制、锻压、挤压、剪切、冲压以至拉延等,几乎囊括了所有 的压力加工理论与技术领域。 [8] 早在英国学习期间,张作梅即开展了金属剪切和金属挤压的研究工作。在金属的剪切与冲裁机理研究方面,张作梅对金属在剪切过程中的流动和分离列出了系统的实验数据。对金属的冲裁,从实验中得出了有关间隙和冲头斜角的系统数据,并由平冲头的切入深度和冲裁力的关系曲线以图解法推导出冲头的切入深度和冲裁力的关系曲线。有关上述研究的论文报告曾在1950 年英国的《金属学报》上发表。20世纪60年代,张作梅对不同温度、速度和均匀压力下金属的变形抗力进行系统研究,还负责大型精密光学测量设备的精密机械工艺研究等工作,为中国尖端技术测试设备的研制做出了贡献。20世纪70年代,张作梅亲自指导金属超塑性研究和非晶态合金的研究 [9] ,取得了国内领先并达到国际先进水平的研究成果。 [10]

球墨铸铁冲击试验

20世纪50年代初期,球墨铸铁是一种新兴的机械制造材料。它具有优良的机械性能,可用来代替可锻铸铁和部分铸 钢、锻钢,所以世界各国广泛开展了研究。由于球墨铸铁的性能和铸钢很相似,这种材料能否进行压力加工以取得更广泛应用,成为当时科技界极为关心的研究课题。 [11] 张作梅首先进行了不同温度下球墨铸铁的冲击性能试验,得出了变脆温度范围和比较具有韧性的温度范围,并考查了试样的断裂情况和断裂时的弯曲角度。与此同时,对球墨铸铁的锻造、压延和机械性能进行了系统的宏观和微观组织的研究,得出了系统的研究结果,证明了球墨铸铁的可压力加工性,并得出了加工时的工艺条件。 [12] 在上述研究工作的基础上张作梅又对压力加工前后球墨铸铁的机械性能进行了系统研究,特别是在压延后板材的方向性、加工前后的疲劳性能、热处理、切口和压力加工对不同温度下的冲击性能影响等。从而为更广泛应用这一优良的新型材料,提供了科学依据。 [13] 随后,特别对球墨铸铁的可塑性进行了系统研究,对铸态和铸态经石墨化处理后的球墨铸铁在不同温度下进行了抗张、抗压、冲击弯曲、燃扭顶锻和小型压延试验,得出了系统结果。 [14] 此外,由于球墨铸铁中石墨的形状在压力加工和各种材料试验中发生了变化,对这些工艺和材料试验性能指标的影响较为敏感,所以这些也可以用来衡量材料的可塑性试验方法的敏感性和实用性。1957年苏联将上述系统试验研究论文译成俄文,发表于苏联《现代冶金问题》杂志。

A3钢中板机械性能研究

20世纪50年代初期,张作梅在筹建金属研究所的同时,还考察了鞍山钢铁厂、抚顺钢厂和大连钢厂等当时中国的主要 钢铁生产基地。通过考察,他决定参与到解放后钢铁生产的恢复工作。A3钢中板机械性能研究就是在20世纪50年代初为解决中国钢铁生产中的实际问题而开展的课题。当时,A3钢中板是工程中应用最广泛的钢种,但其机械性能一直未能达到中国重工业部部颁标准。据鞍钢1954年6~9月统计,生产的A3钢中板能符合标准的板材最高为18.5%,最低为零。为了提高产品质量,张作梅系统地研究了A3钢中板的机械性能与显微结构和晶粒度之间的关系。 [15] 提出了原始奥氏体晶粒度和冷却速度对成品的显微结构和晶粒度的影响;以及如何细化奥氏体晶粒度的条件,即通过控制轧制温度、轧制过程中变形量的分布以及变形后的冷却速度从而控制晶粒度,据此得出了新的工艺过程。 [16] 经过在生产中实际应用,使产品合格率提高到83%以上,不但为中国钢铁生产的发展作出了重要贡献,而且提出的变形量的积累作用与奥氏体晶粒度的关系问题在国内外属于首次,具有重要的学术价值。他的“A3钢中板机械性能的研究”论文发表于1956年的《金属学报》, [16] 并于1957 年被苏联译成俄文在《现代冶金问题》杂志上发表。

学术论著

1 T.M.Chang and H.W.Swift.Shearing of metal bars.Journal of the Institute of Metals,1950(2):119-146.

2 T.M.Chang,Shearing of metal blanks.Journal of the Instiute of Metals,78(1950):393-414.

3 张作梅,李建华,李慧珍.锋钢锻压比的研究.机械工程学报,1954,(2):121-155. [17-18]

4 张作梅,徐有容.在不同温度下球墨铸铁的冲击性能.物理学报,1954,(4):333-345. [19]

5 Chang Tsomei and Kuoh Shungchuen,A research on the forging,rolling and mechanical properties of cast iron with spheroidal graphite,Scientia Sinica,1955,(3):421-453.

6 张作梅,徐有容,高子明,郭胜泉.球墨铸铁可塑性的研究.金属学报,1956,(2):165-188. [14]

7 张作梅,李建华.A3钢中板机械性能的研究.金属学报,1956,(1):87-126。 [16]

8 张作梅,杨本祺.铜线冒刺的研究.机械工程学报,1957,(3):215-234.

9 张作梅、孙麟治.113钢的塑性、热处理和模锻汽轮机叶片的研究.机械工程学报,1957,(4):329-348.

10 张作梅,孟寿山,高子明.镍铬电热丝材料Cr20Ni80加工性能的研究.金属学报,1957,(1):35-57.

11 张作梅,李慧珍.薄板粘结的研究.金属学报,1957,(4):335-348. [20]

12 张作梅,李建华.热轧条件对低碳钢时效的影响.金属学报,1957,(3):249-260.

13 张作梅,李建华.热轧条件对于碳素钢材的显微结构和机械性能的影响的研究.金属学报,1959,(2):143-154. [15]

14 张作梅,高子明,吕萌福.重轨轧制过程中机械性能变化的研究.金属学报,1959(3):222-234.

15 Chang Tsomei and shu uyung,The stress-strain relation-ship of meta1s under homogeneous compression,Scientia Sinica,1961,(3):377-385.

16 张作梅,赵士达.不同温度、速度条件下,G3、113钢、铝、铅等塑性变形抗力的研究.金属学报,1963,(2):131-145. [21]

17 张作梅,徐有容、高子明.镍、铬、锰无磁性钢压力加工的研究.见:机械制造论文汇编Ⅰ.北京:科学出版社,1963,70-79.

18 张作梅,林陶.钢铬基轴承合金双金属板轧制的研究.见:机械制造论文汇编Ⅰ.北京:科学出版社,1963,80-89.

19 张作梅,黎俊结.横锻及横轧时金属的变形与破裂的研究.金属学报,1964,(1):43-57. [22]

20 张作梅.金属的塑性.见:机械制造论文汇编Ⅱ.北京:科学出版社,1965,111-142.

21 张作梅.中国在金属及合金的塑性方面30年来的主要工作.锻压技术,1979,(5):6-18. [23]

1980当选为中国科学院院士(学部委员)。 [7]

1958至1960年任长春理工大学即原长春光学精密机械学院副院长 [24]

中国机械工业技术发展基金委员会副主任,

国家自然科学基金委员会委员,

中国机械工程学会常务理事,

吉林省机械工程学会理事长、名誉理事长,

中国金属学会理事,

吉林省金属学会副理事长,

中国仪器仪表学会试验机专业学会理事长,

中国空间科学学会空间机械专业委员会主任,

中国人民政治协商会议全国委员会第五、六、七届委员, [25-26]

中国归国华侨联合会理事,

吉林省归国华侨联合会主席,

吉林省科学技术协会副主席

1959年至1990年第三、四、五届《机械工程学报》编委会委员

《光学精密工程》主编

张作梅长期致力于金属压力加工领域的研究工作,为解决中国钢铁企业生产恢复和发展中的大量问题、促进中国工业的发展作出重大贡献。 [27]《梅州日报》评)

张作梅率先在中国开展关于球墨的研究,取得了研究成果。其与前苏联专家进行的水轮机动态实验应力测定与分析,为中国独立设计大型水轮机提供了科学依据。张作梅对金属的变形抗力的研究以及大型精密光学测量设备的精密机械工艺研究等工作,为中国尖端技术测试设备的研制做出了贡献。他亲自指导金属超塑性研究和非晶态合金的研究,取得了国内领先并达到国际先进水平的研究成果。 [28]《光明日报》载)


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