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周惠久
发布日期:2018-08-23 来源:九三学社中央宣传部
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周惠久(1909年3月1日—1999年2月),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。1980年当选为中国科学院学部委员(院士)。1953年加入九三学社。

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。

周惠久少年时代,就亲眼看到了日本侵略者欺压中国人,当时已有了朦胧的“科学救国”、“工业救国”思想。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9月,周惠久大学毕业,获工学士学位,回东北大学任助教。工作18天,就经历了九一八事变。他不愿做亡国奴,毅然南下,到河南开封水利专科学校任教。不久,应清华大学蔡方荫教授之邀,到了清华大学任助教。在清华大学,辅助蔡方荫教授的结构力学等课程,同时也进行些科研工作。

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(HFMoore)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。

周惠久原来想从力学方面来解决机械工程中材料失效问题,经过一年的科研实践,深感单靠力学不能解决全部问题,还必须深入研究材料本身,才能真正解决材料问题,于是转学到密歇根大学化工冶金系,研修物理冶金,并进行了“晶界的X射线观察”研究。1938年暑期,他获密歇根大学冶金工程硕士学位。

在此期间,蓬勃发展的汽车工业引起了周惠久的很大兴趣,正是汽车工业推动了材料科技的进步。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。

1937年7月7日,卢沟桥事件爆发。第二年,周惠久正在考虑是继续攻读博士学位,还是在工厂从事冶金方面的实际工作时,国内传来消息,日军已侵占祖国大片领土,国家已到生死存亡的关头。当时许多中国留学生得知这一消息再也无心留在国外,纷纷做出回国决定。他毅然下决心提前回国。1938年9月,他到昆明西南联大机械系和航空系任教授,并在清华大学航空研究所兼职。为了对抗日救国做些直接贡献,周惠久于1941年离开西南联大,到了湘西一条山沟里的战车机械化学校战车研究所工作,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。

抗日战争胜利后,周惠久以为祖国从此可望复兴了。于是,他离开战车研究所,于1945年到重庆大学和中央大学的机械系和航空系任教授。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,为我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,为新中国成立初期我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。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。由他主编的我国第一本《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。

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,对我国材料强度学科的建立起了推动作用。

早在20世纪50年代,当时国外还没有人对多次冲击抗力问题做过系统的研究和论述,他就决心通过试验研究来解决这个问题。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。

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。

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。

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。

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。该课题于1988年获国家教委科技进步奖一等奖,国家自然科学奖三等奖。

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。

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。

主要论著

1Zhou 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。

6Zhou HuiChiu,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。

8Deng ZengJie,Jin DaZeng and Zhou HuiJiu,Influence of Shot Peeni ng on the Initiation and Propagation on Fatigue Crack in Some Constructional Ste els,ProcInt.Confon Shot Peening,1981:389~394.

9Jin DaZeng,Deng ZengJie and Zhou HuiJiu,Fracture Analysis,Servi ce Life Prediction and Strengthening of Elevator Links for Oil Well Drilling Equ ipment,IntJof 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。

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

12Zhou 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,Ibidpp1019~1028;Study on Fracture Mechan isms in Impact Fatigue,Ibidpp1029~1041;The High Temperature LCF Life Distribu tion and Fracture Mechanisms of the Ferrobase Superalloy GH36,Ibidpp 1043~1052.

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

14HuiJiu Zhou and YungJun Li,Lowcarbon Martensites and Their Appl ications(Keynote Lecture),ProcICHT6,1988:9~19.

15周惠久、黄明志主编,金属材料强度学,科学出版社,1989。

16Liu YungNing,Zhu JinHua and Zhou HuiJiu,Effect of Loading Rate and Temperature on DuctileBrittle Transition of a Carbon Steel,Acta Metallur gica Sinica,1990,3A(6):419~423.

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