周惠久(1909 03.01 - 1999 02.09),出生于遼寧沈陽,金屬材料學家,力學性能及熱處理學家,教育家。

中文名

周惠久

出生日期

1909年3月1日

出生地

遼寧沈陽市

民族

國籍

中國

去世日期

1999年2月9日

職業(yè)

教學科研工作者

畢業(yè)院校

西南交大;伊利諾依大學

主要成就

創(chuàng)立“多次沖擊抗力理論”

籍貫

浙江省紹興縣

代表作品

《工具制造計算方法》、《金屬材料強度學》

人物生平

1909年3月1日,周惠久出生于遼寧沈陽,祖籍浙江紹興,其父周瑞麟,為清朝奉天(今沈陽)一小衙門的文書,在周惠久兩歲時即去世。母親克勤克儉,把心血傾注在培育子女成材上。

1927年,周惠久畢業(yè)于沈陽第一中學,同年考入唐山交通大學土木系結構工程專業(yè)。由于家境貧困,靠勤工儉學讀完四年大學。通過勤工儉學,擴大了周惠久的視野,也錘煉了他的意志。

1931年,周惠久從唐山交通大學大學畢業(yè)獲工學士學位。9月1日回沈陽到東北大學任助教。9月18日,日本侵略軍悍然侵占中國東北三省。為了不在日偽統(tǒng)治下作亡國奴,周惠久毅然南下,到北平清華大學任助教,除輔導結構力學外,還講授過材料試驗、測量學等課程。

1935年暑期,周惠久考取了公費留美,進了美國伊利諾大學力學系,導師是美國材料疲勞研究的摩爾(H.F.Moore)教授,完成了《鋼軌鋼的疲勞行為》的論文。

1936年,獲美國伊利諾大學力學碩士學位。因為成績全優(yōu),又善于動手,銳意提高實驗機能,被選為美國榮譽學會(Honour Society)會員,SigmaXi榮譽會員。同年進入美國密歇根大學化工冶金系學習。

1937年7月7日,周惠久在美國還有一年公費留學機會,而且依利諾依和密歇根大學的兩位導師都讓他繼續(xù)攻讀博士學位。

1938年暑期,獲得密歇根大學冶金工程碩士學位。在攻讀碩士兩個暑假時,周惠久參加通用汽車公司主辦的汽車學院師資班學習,并獲得畢業(yè)證書。9月到昆明西南聯(lián)大機械系和航空系任教授,并在清華航空研究所兼職。

1941年,為了更直接地對抗日戰(zhàn)爭作出貢獻,他轉到陸軍機械化學校戰(zhàn)車機械工程研究所工作。

1942年,任陸軍機械化學校戰(zhàn)車機械工程研究所所長,主要研制戰(zhàn)時急需的汽車配件,特別是在材料代用方面進行研究;同時還在該校下屬的機械化工程學院任教,培養(yǎng)車輛工程專門人才。

1945年,到重慶大學和中央大學的機械系和航空系任教授。

1946年暑假,隨中央大學回到南京。

1947年,轉到上海交通大學任教授。

1948年,應朋友之邀共同籌建私營無錫開源機器廠(無錫機床廠),他受聘出任總工程師,后兼廠長。他們欲借申新系統(tǒng)的民族資本創(chuàng)辦一個不受國民黨干擾、生產(chǎn)高質量機械產(chǎn)品的工廠。他們集結了6位留學生和10多位大學生及一批能工巧匠,克服了新中國成立前夕老板外逃、資金斷絕等困難,生產(chǎn)紡織機零部件。

1949年春,無錫、上海相繼解放。周惠久等懷著對新中國無比熱愛的激情,接受當時華東工業(yè)部的加工訂貨。他領導研制國內稀缺而急需的機器設備,為中國生產(chǎn)了第一臺兩米立式車床、12米精密車床和麻紡機等機械產(chǎn)品,為新中國成立初期中國機械工業(yè)的恢復與發(fā)展做出了貢獻。

1952年,在促成開源機器廠公私合營后,周惠久又回到上海交通大學機械制造系任教授,參加籌建金屬學熱處理專業(yè),并擔任金屬實驗室第一任主任。

1953年,加入九三學社。

1954年,任新成立的鑄工教研室主任。在此期間,他頑強地學習俄語,努力吸收蘇聯(lián)教材中的先進內容,并結合中國工廠中的生產(chǎn)實際,為金相、鑄工兩個專業(yè)連續(xù)開設了金屬學、材料的檢驗和試驗、鑄造合金、鑄件質量控制等新課程,主持制定全國第一份金屬學及熱處理統(tǒng)一教學大綱,并翻譯了蘇聯(lián)《金屬學導論》教材。

1958年,響應黨和政府支援大西北建設的號召,周惠久全家遷到西安。他到西安交通大學工作,歷任機械工程系主任、金屬材料及強度研究所所長、副校長,全國金屬材料及熱處理專業(yè)和熱加工專業(yè)教材編審委員會主任。他對金屬機械性能課程進行改革,大大擴充內容,把金屬材料的成分—組織—性能關系和機械零件的失效及其預防緊密結合起來。由他主編的中國第一本《金屬機械性能》(1961)教材在國內教育界和工程界產(chǎn)生了重大影響。

1964年,周惠久等應邀先后去第一汽車廠和洛陽拖拉機廠等單位講學,介紹科研成果和學術觀點,并推動了廠校協(xié)作。這些成果很快得到了國家的重視。國家科委把多次沖擊抗力理論列為1963~1964年100項國家重大科學成果之一。

1971年,周惠久參加下鄉(xiāng)小分隊到寶雞石油機械廠。他配合工人和技術人員,應用高強度高淬透性的低碳馬氏體鋼,研制石油鉆采機具輕型吊卡,并深入到大港油田鉆井現(xiàn)場進行考驗,受到鉆井工人的好評。

1976年起,又與寶雞石油機械廠合作,進行輕型吊環(huán)的研制:一方面采用高強度低碳馬氏體鋼以大幅度減輕吊環(huán)重量,同時又應用斷裂力學原理對吊環(huán)的疲勞壽命進行預測,并進一步采用表面強化技術延長其使用壽命,從而使輕型吊環(huán)得到API(美國石油學會)的承認,同意使用它的標志。

1977年,教育部曾召集部分高校開會,制訂直屬高校的科學技術發(fā)展規(guī)劃,周惠久也參加了會議,提出了在高校開展材料強度研究的構想。

1979年,經(jīng)批準升格為研究所,他任所長。

1980年,被選為中國科學院學部委員。

1980年到1984年,周惠久任西安交通大學副校長。

1999年2月,逝世。

主要成就

科學研究

??科研綜述

在西安交通大學任職期間,率先開設并改革充實“金屬力學性能”課程。起草并組織協(xié)調全國科技規(guī)劃中機械制造材料強度中心問題的研究工作。籌建并領導金屬材料及強度研究所,為中國材料強度科學的建立和發(fā)展作出了重要貢獻。在多沖抗力、疲勞缺口和過載敏感度、塑性等方面,論證了提高材料使用強度水平的必要性和可能性。同時開展低碳馬氏體強化及其綜合機械性能的研究,突破了對低碳鋼選材用材的傳統(tǒng)觀念。

1958年起,開展了《低碳馬氏體強化及其綜合性能》的研究,論證了低碳鋼淬火后能得到具有優(yōu)越性能的低碳馬氏體,為發(fā)揮常用低碳鋼的強度潛力開辟了新途徑。

經(jīng)過30多年的努力,低碳馬氏體在生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。石油鉆井吊具、射孔槍、汽車上的重要螺栓、連接鋼軌的魚尾螺栓、輸煤機溜槽和圓環(huán)鏈、手扶拖拉機驅動軸等等,在應用低碳馬氏體鋼后都取得了明顯的社會效益和經(jīng)濟效益,提高了強度水平和使用壽命,減輕了機件重量,節(jié)約了金屬材料和合金資源。

在理論研究方面,對低碳馬氏體的顯微組織和精細結構、自由回火轉變、合金化和淬透性,以及環(huán)境開裂敏感性等方面都有新的發(fā)現(xiàn)。例如在不同成分的低碳馬氏體中,板條束之間存在著殘留奧氏體薄膜;又Ms點(馬氏體初始轉變溫度)高于300℃的低碳鋼在淬火過程中均伴隨著自回火,從而闡明了低碳馬氏體的強韌化機理。

由周惠久領導的“低碳馬氏體強化理論和應用研究”課題,經(jīng)鑒定認為達到了國際先進水平,并獲得1987年國家科技進步一等獎。1988年在美國召開的第六屆國際熱處理會上,周惠久被特邀在開幕式中作關于低碳馬氏體的主旨報告。

幾十年來周惠久一直從事金屬材料、熱加工、熱處理、材料強度等方面的科技工作和教育工作。他創(chuàng)立多次沖擊抗力理論,在低碳馬氏體的理論和應用方面做出貢獻,并闡明了金屬材料強度塑性韌性合理配合的規(guī)律性,對中國材料強度學科的建立起了推動作用。

在上述基礎上,周惠久等進一步完善了“發(fā)揮金屬材料強度潛力理論”,總結了“強度、塑性、韌性合理配合”的基本規(guī)律。國外在如何選材用材方面多屬各公司的生產(chǎn)“訣竅”,尚未見到一個系統(tǒng)的理論。在周惠久領導下,經(jīng)過30多年的試驗研究,終于提出了一個發(fā)揮金屬材料強度潛力的完整理論。其貢獻主要有兩方面:一是提出了根據(jù)機件的服役條件和失效特點,實現(xiàn)材料強度塑性韌性合理配合的理論。他分別研究了承受靜載、沖擊、疲勞和在低溫下工作的機件,考察了反映材料在接近服役條件下的各種性能指標,探討了這些指標與強度、塑性、韌性的關系,發(fā)一定的強度值和塑性韌性值的配合下,這些抗力指標會出現(xiàn)峰值;而當服役條件發(fā)生改變時,高峰的位置則相應地向一定方向轉移;二是提出了一系列行之有效的獲得強度、塑性、韌性最佳配合的方法,包括高韌性材料的強化和高強度材料的韌化,普通碳鋼和合金鋼的強韌化,表面強化和有益殘余應力的運用,以及局部強化以克服機件薄弱環(huán)節(jié)等,從而改變了傳統(tǒng)的選材用材觀點,為充分發(fā)揮材料強度潛力提供了必要的手段。這一理論成果已在汽車、拖拉機、農機、鐵道、石油、煤碳、輕紡、兵器等行業(yè)得到應用,并取得巨大的經(jīng)濟和社會效益。

周惠久開展了低碳馬氏體的系統(tǒng)研究,突破了對低碳鋼選材用材的傳統(tǒng)觀念。在冶金界有很多人習慣地認為低碳鋼除滲碳外不能淬火強化。

周惠久從1958年起,開展了低碳馬氏體強化及其綜合性能的研究,論證了低碳鋼淬火后能得到具有優(yōu)越性能的低碳馬氏體,為發(fā)揮常用低碳鋼的強度潛力開辟了新途徑。

早在70年代初期,當斷裂力學開始在中國傳播之際,就引起了周惠久的關注。在他的倡導下,開展了關于斷裂韌性、疲勞裂紋的萌生和擴展、疲勞門檻、低溫強度等課題的研究;與此同時,還開展了噴丸、滾壓等表面強化和殘余應力的研究,以克服機件的薄弱環(huán)節(jié),實現(xiàn)等強度設計,進一步發(fā)揮金屬材料強度潛力。

周惠久原想從力學入手來解決機械工程中的失效問題,經(jīng)過一年的科研實踐,他感到單靠力學不能解決全部問題,還必須深入研究材料本身。于是他轉學到密歇根大學化工冶金系,決心從頭開始修完另一組課程,并進行“晶界的X線觀察”研究。

??論文著作

1958年他首先領導設計和研制“多次沖擊試驗機”,并相繼取得了豐富的試驗數(shù)據(jù)。從1962到1965年,他在《中國機械工程學報》和《中國科學》(英文版)上連續(xù)發(fā)表了5篇論文,總結并闡述了金屬材料多次沖擊抗力的基本規(guī)律,指出了盲目追求塑性韌性的不合理性。

早在1963年中國熱處理年會上,周惠久等發(fā)表了《發(fā)揮金屬材料強度潛力》等一系列論文,受到了學術界和工程界的歡迎。

從1962年到1965年,他在《中國機械工程學報》和《中國科學》(英文版)上連續(xù)發(fā)表了5篇論文,總結并闡述了金屬材料多次沖擊抗力的基本規(guī)律,指出了盲目追求塑性韌性的不合理性。過去工程界普遍認為,承受沖擊載荷的零件要求材料具有較高的沖擊韌性。周惠久等論證了多次沖擊抗力并非僅僅決定于沖擊韌性,而是決定于強度和塑性韌性的配合;沖擊韌性低而強度高和沖擊韌性高而強度低的兩種材料,其沖擊能量—斷裂次數(shù)的兩條曲線必有交點,在大量、常見的沖擊能量范圍內,提高強度不僅不降低、反而能提高多次沖擊抗力。這就為合理選擇材料和制訂熱處理工藝指明了方向。

1954年他受高教部委托在大連主持制訂中國第一份《金屬學及熱處理》統(tǒng)一教學大綱。以后他又翻譯了蘇聯(lián)《金屬學導論》教材。1959年他著手進行“金屬機械性能”課程的改革,大大擴充內容,把金屬材料成分-組織-性能關系和機械零件的失效及其預防緊密結合起來。由他主編的中國第一本《金屬機械性能》教材于1961年由機械工業(yè)出版社出版。

1989年,在其80歲高齡時,科學出版社出版了由他主編的大型教學參考書《材料強度學》。

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,表面處理與機件之耐疲問題,機械制造,1951,2(1):5~11;1951,2 (2):13~19、33。

3.周惠久主編,金屬機械性能,機械工業(yè)出版社,1961。

4.周惠久,金屬材料及強度專輯,西安交通大學,1964,第1集;1973,第2集;1977,第 3集;1989,第5集。

5.周惠久、王笑天、黃明志、羅啟富,低碳馬氏體及其綜合機械性能,高等學校自 然科學學報,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、涂銘旌、鄧增杰、朱維斗,再論發(fā)揮金屬材料強度潛力問題——強度塑 性韌性的合理配合,西安交通大學學報,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,金屬材料強度研究與應用,科學技術文獻出版社,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、黃明志主編,金屬材料強度學,科學出版社,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.

??科研獲獎

1986年,周惠久獲科技成就金質獎。

1988年,周惠久獲國家自然科學三等獎;國家教委科技進步一等獎。

人才培養(yǎng)

周惠久教授從事教育事業(yè)半個多世紀,可謂“桃李滿天下”。他的學生中有的是中國科學院院士、大學校長、專家教授,有的擔任部、局或省、市的領導,還有不少是國家級有杰出貢獻的科技工作者。他尊重人才,愛護青年,循循善誘,愛才若渴。個別學生很有才華而被錯劃為右派分子后,他仍然非常關心。對青年他始終熱情幫助而又嚴格要求。針對大學中出現(xiàn)的“厭學風”和“讀書無用論”,他以焦急的心情在??习l(fā)表文章,指出“不學無術最不足取”,勉勵同學們珍惜青春年華,學好知識和本領,做有真才實學的人,為祖國、社會、人類作出應有的貢獻。

周惠久還長期擔任全國金相專業(yè)教材編審委員會主席,為各門專業(yè)課程的教材建設嘔心瀝血。1963年他是第一批招收研究生的導師;1979年恢復研究生制度后,他又是第一批招收碩士研究生和博士研究生的導師。他還擔任過國務院學位委員會委員兼學科評議組冶金、金屬材料及熱加工組組長。除了培養(yǎng)本科生、碩士研究生和博士研究生外,他還注重科學普及教育工作。

周惠久從事教育事業(yè)幾十年來,為國家培養(yǎng)了眾多金屬材料方面的人才。周惠久的教育思想有兩個特點。第一是理論聯(lián)系實際。長時期以來,他經(jīng)常深入生產(chǎn)第一線,積累了豐富的實際工作經(jīng)驗。他總是以身作則,勸勉學生到工廠去,向生產(chǎn)學習,向工人學習。第二是提倡獨立思考。他對英、美和蘇聯(lián)的兩大學術體系有深入的研究,能夠汲取兩者之所長,摒棄兩者之所短。在教學工作中,他善于啟發(fā)學生,不要迷信書本,要從實際出發(fā)。他多次親自指導生產(chǎn)實習,使研究與解決實際問題相結合。

1954年他還響應國務院號召,親自帶領金相專業(yè)師生到榆次經(jīng)緯紡織機械廠進行生產(chǎn)實習;1955年又代表交通大學總管全校在東北地區(qū)的生產(chǎn)實習,總結師生下廠的經(jīng)驗。

1942年任所長,主要研制戰(zhàn)時運輸急需的汽車配件,同時在機械化工程學院任教。在極其困難的條件下,逐一解決了材料代用、熱冷加工及精度等問題,為培養(yǎng)車輛工程專門人才做出了很大貢獻。

榮譽表彰

1980年,周惠久當選為中國科學院院士。

1986年,榮獲中國機械工程學會科技成就獎。[2]

社會任職

周惠久擔任過中國機械工程學會副理事長、材料學會理事長、熱處理學會副理事長、理化檢驗學會副理事長,以及中國金屬學會理事等職,曾當選為陜西省第五屆人大代表。

1938~1941年任西南聯(lián)大教授,并在清華大學航空研究所兼職。

1941~1945年任陸軍機械學校戰(zhàn)車機械工程研究所所長,兼機械化工程學院教授。

1946年暑假,他隨中央大學回到南京;同年冬,到善后救濟總署工礦委員會兼職。

1948~1952年任無錫開源機器廠(無錫機床廠前身)總工程師、廠長。

1963年高教部批準西安交通大學成立金屬材料及強度研究室,任主任

周惠久歷任西南聯(lián)大、清華大學、上海交大教授,西安交通大學副校長。兼任陜西科協(xié)副主席、中國機械工程學會理事長、中國材料學會理事長、國務院學位委員會委員,中國博士后基金會理事。當選陜西省第五屆人大代表。

周惠久教授還曾歷任西安交通大學校務委員會主任,校學術委員會名譽主席,金屬材料及強度研究所名譽所長,陜西省科協(xié)副主席等職務,曾當選為陜西省第五屆人大代表。

周惠久教授還兼任中國機械工程學會副理事長,材料學會理事長,熱處理學會副理事長,中國金屬學會理化檢驗學術委員會副主任,機械工業(yè)部熱加工專業(yè),金屬材料熱處理專業(yè)教材編審委員會主任委員,國務院學位委員會委員等職。

周惠久還擔任過中國機械工程學會副理事長、材料學會理事長、熱處理學會副理事長、理化檢驗學會副理事長。

他是在英國出版的《國際疲勞》雜志顧問編委、法國巴黎國際噴丸學術委員會委員、美國金屬學會國際委員。他還先后擔任過西安交通大學副校長、全國金屬材料及熱處理專業(yè)和熱加工專業(yè)教材編審委員會主任、國務院學位委員會委員兼學科評議組冶金及熱加工組組長等職。

他于1958年參加中國共產(chǎn)黨,是陜西省第五屆人大代表,曾任陜西省科協(xié)副主席。

周惠久所主持的研究項目還曾獲得過國家發(fā)明獎兩項,國家教委、陜西省、西安市的各種獎勵10余項。

人物評價

在1965年高等教育部舉辦的直屬高校科研成果展覽會上,多次沖擊抗力理論和人工合成胰島素等并列為5項重大的科研成果,被譽為“五朵金花”。同一期間國家科委在北京組織座談會和報告會,請周惠久向機械、煤炭、石油、水電、兵工、航空等部門主管技術的領導同志,以及首都教育界、科技界、工程界人士作報告,受到高度重視和熱烈歡迎,并溝通了一些協(xié)作渠道。

周惠久先生是著名的材料科學家、教育家、中國科學院資深院士。他長期從事金屬材料、熱加工、熱處理、材料強度等方面的科技工作和教育事業(yè)。他創(chuàng)立了多次沖擊抗力理論,在低碳馬氏體的理論和應用方面作出了突出貢獻,并闡明了金屬材料強度塑性韌性合理配合的規(guī)律性,對中國材料強度學科的建立起了重要推動作用。周先生從事教育事業(yè)半個多世紀,可謂“桃李滿天下”。他尊重人才,愛護青年,循循善誘,愛才若渴。對青年他始終熱情幫助而又嚴格要求。周先生不僅其學術思想博大精深,而且其堅持理論聯(lián)系實際、提倡獨立思考的教育思想也是深諳教育之規(guī)律,為我們建設世界知名高水平大學,辦人民滿意的教育提供了借鑒。王書記表示,我們一定要繼往開來,弘揚傳統(tǒng),不辜負老一輩交大人和海內外廣大校友的期望,努力加快建設世界知名高水平大學的步伐,為建設創(chuàng)新型國家和實現(xiàn)中華民族的偉大復興做出更大的貢獻。(西安交通大學黨委書記王建華評)

后世紀念

周惠久院士基金會

為了弘揚周惠久的科學精神和教育思想,西安交通大學于周惠久90華誕時特設立“周惠久院士基金會”[3],并在校園中矗立了一尊周惠久先生半身銅像。[4]

周惠久院士誕辰110周年

2018年4月7日下午,在西安交通大學122周年華誕之際,周惠久院士誕辰110周年暨材料學科校友會成立一周年紀念大會在科技館101舉行。會上進行了周惠久院士生前實物捐贈儀式、材料學院西遷精神宣講團成立儀式、周惠久院士題字揭幕儀式以及周惠久基金啟動儀式??。[1]