记中科院院士、著名金属材料学家周惠久教授

1988年9月，美国芝加哥，世界材料大会的组成部分、第六届国际热处理大会正在这里召开。开幕式上，一位来自大洋彼岸的中国人，在阵阵掌声中登上主席台，以流畅的英语，向世界各国的同行专家们，宣读大会特邀的两个主旨专题报告之一——《低碳马氏体及其工业应用》。他，就是中国科学院院士，西安交通大学一级教授和博士生导师，著名的材料科学家周惠久。
 长期以来，在材料科学领域工作的人们普遍认为，低碳钢不能淬火强化，只可在低强度状态使用。周惠久带领他的课题组，经过20多年的不懈努力，雄辩地向人们证明：低碳钢通过处理，转变为自回火状态的低碳马氏体组织，不仅静、动强度大幅度提高，而且保持着高韧性，具有良好的综合机械性能，廉价的合金化可以大幅度提高低碳钢的淬透性。这一研究成果，开辟了材料学新领域，给机械工业赋予了活力，引起中外学术界高度重视。为此，美国金属学会主办的这次大会主席克劳斯教授，特邀周惠久作主旨报告，并称赞这篇论文具有“ 长远的文献价值。”从此，又一个中国人的名字，载入了世界科学技术发展的史册。

(一)

 周惠久祖籍浙江绍兴，1909年3月1日出生在沈阳一个城市贫民家庭。他两岁时，父亲便与世长辞。母亲靠给人家做针线活，含辛茹苦的抚养子女。他的外祖父是位铁匠，专门制作剪刀，在当地颇有名气。小时候，他常去外祖父家。每当看到铁条铁块，在外祖父的手下，经过加热、冷却、敲打，变成一把把精制锋利的剪刀，一个念头便不断从他的心底涌出：长大了，也要成为象外祖父那样的能工巧匠。这个念头，使他站在外祖父的铁匠炉旁，变得格外专注和入神。一次偶然的机会，他经过一家工厂，那比较近代的使用机器生产的场面，又使 他大开眼界。他第一次惊讶地发现，在外祖父的铁匠铺之外，还有更广阔更奇妙的世界。他立志认真学习，憧憬着将来做一个工程师，能为工厂制造许许多多的好机器。

 “非志无以成学”。从此，他朝读暮诵，刻苦学习。1927年，他高中毕业，并以优异的成绩考上了唐山交通大学。这件事对他来说，意义重大，他乃是本年度东北考区唯一考上唐山交大的人，也是该校在全国录取的八个插班生之一。在唐山交大的四年，他如鱼得水，遨游 于知识的海洋，接受了严格的训练。由于许多课程是英语教学，他的英语水平也有很大提高。他安排好时间，出色地完成正课作业。课余之时，博览群书，渴望掌握更多的知识。

 这时，家中生活日益窘迫，靠做教师的哥哥那一点微薄的薪水，已无力再供他读大

学。为了能够完成学业，他开始勤工俭学。平日晚上，他在学校图书馆值班；暑假，他到学校建筑工地去帮助监工。勤工俭学，锤炼了周惠久的意志，也扩大了他的视野。他利用图书馆值班的便利条件，大量阅读书籍和新杂志，不断涉足新的科学领域。

在20年代和30年代，《东方杂志》是我国颇具学术地位的著名刊物。从1929年至1931年，该杂志连续刊登了一系列介绍科学知识的文章，如《紫外光》、《万物的生长者(谈基本粒子)》、《电视及其新进步》、《近世的新仆人——硒(谈功能材料)》。以后半个世纪的科学历史进程表明，这些正是迅速发展的新科技领域。人们惊奇地读着这些文章，接受新的科学知识。可谁会想到，这组文章的作者，竟是周惠久这样一位仅仅19—20岁的大学生呢!

 这组文章的发表，所得稿费固然是他一笔额外的收入，但更重要的则是，丰富了周惠久的科学知识，锻炼了整理、分析、综合科学文献的能力和写作能力。这对他以后从事科学研究工作，无疑有相当大的补益作用。

 1931年，周惠久以优异成绩从大学毕业，获工学士学位。他于8月底回到沈阳，9月1日到东北大学任教。周惠久万万没有想到，他的教学生涯开始才10多天，日本帝国主义便悍然发动“9·18事变”，出兵攻占了沈阳。由于国民党政府的不抵抗政策，东北三省很快沦陷于日本侵略者之手。

 “9·18事变”的发生，大片国土的沦丧，使怀着满腔爱国抱负的周惠久悲愤万分，也使他再一次深切感到：工业落后、科学落后便要挨打受辱。他不愿在日寇铁蹄下作亡国奴，毅然南下，应聘来到清华大学任助教。

 周惠久在这里，除了辅导并讲课外，还潜心进行科学研究。他用了近一年的时间，独立完成了一项研究工作，并发表了题为《二跨联续刚性模式框架结构的模型分析》的论文，刊登于清华工程学会会刊上。在教学实践中，通过讲授材料试验，辅导结构力学，使他对材料力学行为发生了浓厚的兴趣。在蔡方阴教授的启发下，他萌生了以力学为基础，从事材料研究 的设想。

 对于在清华的生活，他仍不满足。为了出国深造，学习吸取国外在材料科学领域的最新成果，他于1935年8月考取了留美公费生。

（二）

周惠久来到美国后，进入伊利诺大学力学系攻读学位。

 由于国家落后，中国人在海外备受歧视。这情景深深刺痛了他的心。每当有人问周惠久：“你是日本人吗?”他总是大声回答：“不，我是中国人!”他不相信中国会永远落后，他要为中国人争口气。

 周惠久的导师摩尔，是当时著名的材料疲劳研究始祖。周惠

久刻苦学习，功课优秀，善于动手，锐意提高试验技能，使摩尔很快就喜欢上了这位勤奋的中国学生。他仅用9个半月时间，就以全A学业成绩和完成“钢轨的疲劳”论文的出色表现，获得了伊利诺大学工程力学硕士学位，并被遴选为著名的“荣誉协会”会员。

 为了深入研究材料科学，他在伊利诺期间，坚持以机械制造中的材料问题作为方向。一年的学习研究，使他进一步认识到：搞材料学，单从力学的宏观角度去解决材料问题，有如隔靴搔痒。在驾驭材料的力学行为同时，还必须洞悉材料的微观世界即材料的组织，它与性能的关系及其机理、结构。这个思路，决定了周惠久后来所走的道路。

 看到这位中国学子的发展潜力，摩尔教授希望周惠久继续攻读博士学位。可周惠久想的是“宁肯不要PhD(博士学位)，也要多学点知识。”他婉言谢绝了摩尔教授的好意，离开伊利诺大学，转到了密西根大学。这里有很强的化工冶金系，又接近美国汽车工业中心底特律，而汽车工业的发展正是材料科技迅速发展的强大推动力。在密西根，他用两年时间补修了化学、化工及冶金学等课程，进行了“晶界的X线观察”研究。他还利用暑假到雪佛兰汽车厂实习，并参加了通用汽车公司主办的汽车学院师资班学习，获毕业证书。他恨不得把所有时间都用上，早日学成，好报效祖国。

 1937年7月7日，震惊世界的卢沟桥事变爆发。日本侵略者大举进攻，在中华民族面临生死存亡的最后关头，周惠久和同学们，每天围在收音机旁，收听来自大洋彼岸的消息。此时，尽管他还有一年公费留学的时间，尽管两所大学的导师都希望他留在美国继续深造，尽管他已获冶金工程硕士学位且有一份专业对口的工作，但他已无心呆在美国。国家兴亡，匹夫有责。他当机立断，于1938年，提前回到了战火连天的祖国，决心用在异邦学到的科学技术，为抗战出一份力量。

 战时的大后方昆明，由从沦陷区迁来的北大、清华、南开等高等学府组成了西南联合大学。大批著名学者、教授云集这里，尽管学校生活十分艰苦，教学和科研条件也很差，但所教学生都能勤奋刻若学习，后来从中涌现出一批著名科学家。周惠久在这里教授“金属学热处理”、“材料学”等课程，原想用所学知识报效祖国，支援抗战，可眼前所看到的景象却令人失望。前方将士们正在与日寇浴血奋战，而昆明仍是一派纸醉金迷。国民党要员们在灯红酒绿之中，“直把杭州作汴州”。对此，他既痛心，又愤懑。恰在这时，陆军机械化工程学院战车工程研究所来昆明招聘科技人才，当时32岁仍是单身的周

惠久，决定到战车研究所工作，以便对抗战做点直接贡献。

这个设在湘西山沟里的战车所，研究手段简陋，但附属工厂设备比较齐全。自从日军占领东南亚一带，滇缅公路被切断，国际援助物资严重受阻。许多进口车，不适应我国西南地区 道路条件，重要零部件极易损坏，因为没有配件，无法开动。这直接影响了抗战物资的运输工作。

 周惠久来到这里的第二年，担任了所长。他与其他几位研究人员一起，补充了起码的研究仪器，利用简陋的设备，进行着材料力学性能的测试和改进，研究各种汽车、战车零部件的制造，特别是材料的代用、铸造、热处理等。与此同时，他还指导着大学毕业生的相关研究工作。他说：“我不是军人，不能在战场上面对面地杀日本鬼子，但我可以用所学的科学知识和技术来支援抗战”。看到一辆辆修复的战车重新起动开上抗日前线，看到所教学生结业以后大都成为我国汽车工业技术队伍的虎虎后生，他的脸上露出了难得的笑容。

 1945年，抗战胜利，执意于材料科学研究和人才培养的周惠久，离开战车研究所，辗转任教于重庆大学、中央大学，最后受聘于交通大学任教授。可是，抗战结束后的和平竟是那样的短暂，不到一年时间，国民党便挑起了全面内战，使百姓再次陷于水深火热之中。此时，他已是四个孩子的父亲，家庭负担沉重。妻子虽是大学毕业生，也只能在家照料孩子。为了生活，他只得到善后救济总署工矿委员会去兼职。

 1948年，一位朋友邀他同去创建无锡开源机器厂，把自己掌握的知识和技术用于振兴民族工业，他一口应允，随即以极大的热情投入筹建工作，并担任了总工程师。他广招人才，致力于新的高效机器设备的研制，特别着重提高铸、锻、焊、热处理的质量。在开源厂，他解决实际问题的水平有了很大提高，也看到了我国机械行业材料应用技术方面许多急需解决的问题。可是，在内战频仍饿殍遍地的旧中国，民族工业横遭摧残，周惠久“科学救国”的愿望，连同他的学识和才能，仍无实现的机会和施展的条件。报国无门，使他再次陷入深深的痛苦之中。

(三)

 “一唱雄鸡天下白”。新中国的诞生，给周惠久带来了希望。他从历史潮流和人心向背之中，看到中国共产党是人民真正的救星，感到自己终于真正有了用武之地。他决定重新安排自己的生活。

 1952年，他在促成开源厂公私合营以后，回到交通大学继续执教。1956年，他又响应党和政府“支援大西北建设”的号召，随校迁来西安。他以忘我的工作热情，活跃于大学讲坛，全身心地投入为新中国培

养高级工程技术人才的事业，短短几年内，他先后主持筹建了我国第一个金属学及热处理专业、铸造专业，并相应地开出了一系列新课程。

 在当代，科学研究人员获得成功的一个内在基本因素，就是要善于把渊博的科学知识与敏 锐的观察力相结合，能够及时地发现问题和解决问题。

50年代后期，我国仿苏机械制品普遍存在“粗大笨重，寿命不长”的现象，越来越引起周惠久的重视和深思。他在大量查阅苏联科技书刊之后，发现苏联学术界有一种过于强调材料 塑性韧性作用的倾向，这大大限制了材料强度潜力的充分发挥。与此同时，他又分析了我国机械工业的发展和资源现状，认为阻碍我国机械产品质量提高的关键问题之一，也是受苏联观点的影响，导致材料的使用强度水平偏低。产生这种现象的症结，是工程技术界固守前人已有结论，在制定选材规范时，不适当地片面强调材料的“冲击韧度”，几乎完全忽视了材料的“强度潜力”。

 当时，无论在苏联，还是在英美，都还没有人对这个问题从理论上进行过系统的富有创见的论证。周惠久的不同凡响处在于，他从对生产实践中普遍存在的这一现象的分析思考中，确立起一个重要的研究方向——发挥金属材料的强度潜力，减轻机械产品重量，延长使用寿命，节约资源与能源。

 1958年，已过不惑之年的周惠久擎起了向这一领域攻关的“帅旗”，带着他的数名助手，开始了漫长而艰辛的探索。

 工作伊始，一无设备，二无资金。周惠久深知：“‘创业维艰’，不能等设备齐全了再搞研究，要靠自己想办法去创造条件，自制设备。”他带着助手和学生，土法上马，自制了一台简陋的“多次冲击试验机”，进行强度、冲击、韧度互不相同的几种钢材的多冲击断裂实验。这台试验机除了主芯，零部件全是东拼西凑而成，甚至连自行车的链条都用上了。没有计数器，就用火柴棍代替，冲打一百次，摆一根火柴。一次次冲击，一组组数据，奇迹终于出现了。周惠久在这台机器上证实了一个重要的设想：强度高的材料，在小能量冲击时，其寿命高于而不是低于韧性高的材料，而小能量冲击正是绝大多数承受冲击载荷机的服役条件。由此，他获得了一项重大发现，第一个提出可作为选材准则与依据的“不同强韧配合材料多次冲击抗A—N曲线必然存在的交点，交点上下标志着多冲抗力的转移”。这个带有普遍指 导意义的规律性认识，突破了传统选材用材理论，也为后来进行更加深入的研究打下了坚实基础。

 1963年，当周惠久随中国代表团出访英国到著名的罗斯劳爱斯汽车公

司时，他曾问该公司总冶金师“为什么你们要取消曾经作出考验材料性能依据的实验?”回答说：“实验数据太散乱，无规律可循。”这位英国人做梦也未想到，眼前这位中国人，早已成功地做出了系统的多冲抗力规律实验结果，并由此找到了一种发挥材料潜力的途径。而苏联，则在20年以后，才开始从理论上去探讨提高材料使用强度水平的必要性和可能性。

 周惠久锋芒初露，声誉鹊起。在我国1963年至1964年公布的104项重大科技成果中，记载了周惠久的这一发现。1965年，高教部举办直属高校科研成果展览会，“多冲抗力理论”被誉为最重大科研成果的“五朵金花”之一。

(四)

 在我国，低碳钢占钢材总量的约60%，工艺性能优良，应用面广，但长期以来，人们因循传统，总把直接淬火强韧化排除在低碳钢的热处理强化工艺之外。当时，我国钢铁生产远不能满足工业发展的需要，倘若能把一部分低碳钢处理成为低碳马氏体，作为高强度的工程使用，那就可以使一吨钢材顶几吨使用，这将对国民经济的发展产生积极而深远的影响。

 还在多冲抗力试验时，周惠久就意识到：淬火强化的钢随着碳含量的降低，材料的多冲抗力曲线高峰向低温回火方向转移。这一现象，启发了周惠久。他独辟蹊径提出：用低碳钢直接淬火，由此获得“低碳马氏体”组织，可能就是发挥碳钢强韧性潜力的有效途径。这一从多冲抗力研究衍生出来的苗头，遂被作为一个独立课题进行研究。

 他的大胆设想，最初并未得到金属材料学界的认同，来自传统观念的怀疑接踵而来。

 其实，早在30年代，国外学者就在实验室里发现了低碳马氏体这一组织结构，当时只可在极薄的试片中获得。由于淬透性和合金化方向问题没有解决，对低碳马氏体的综合性能一直未搞清。国内外学者普遍认为，低碳钢含碳量低，直接淬火达不到工程应用的强化效果，即使能获得低碳马氏体，也限于极小截面的零件，没有工程意义。有人甚至把低碳钢淬火强化当作笑话予以否定。

 面对种种怀疑和非议，这个课题是放弃还是坚持?周惠久的态度斩钉截铁：科学工作者不能因循传统，人云亦云。对于不符合科学规律和被实践证明是错误的东西，要有勇气去破除它。

 他带领课题组的成员，对国外某些学者的疑虑，进行了科学分析，针对有争议的论点进行实验研究。他决定首先从解决淬透性问题入手，全面而系统地研究低碳马氏体的综合力学性能和强韧化工艺及其微观控制。但是，从微观机制证明理论的正确，需要大量精确的试验结果，需要电子显微镜、电子探针、X

光衍射线等微观研究的手段。在当时缺乏相应手段的情况下，他决定从工程应用的目的和需要出发，先从宏观规律的研究开始，把重点放在强韧化工艺和综合力学性能方面，闯出材料学科的新领域。到了70年代末，随着实验设备逐步完善，他及时开展了低碳马氏体微观结构的研究，探索低碳马氏体强韧化的本质，从回火现象，析出碳物的结构类型等，以期从宏观到微观，全面地阐明低碳马氏体的实质，消除一些人的怀疑。

“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴。”经过20多个春秋寒暑，周惠久带领助手们锲而不舍，不断进取，从低碳马氏体强化工艺到创新型的“低马”钢种，终于在1983年攻克了“低 碳马氏体基础研究与应用技术”这一难题，成功地建立了适于不同尺寸和用途的低碳马氏体钢系列和适于不同场合的低碳马氏体强韧化工艺，并且经受了生产实践的反复检验。

 从此，低马钢同周惠久的名字联在了一起。

(五)

 人们通过实践认识世界的最终目的，就是改造世界。任何科学研究和发明创造，当它形成产品或应用于社会生产后，都会直接带来程度不同的经济效益和社会影响。重大的科研成果尤其是这样。

 在科学研究中，周惠久始终坚持了面向生产实践为经济建设服务的宗旨。因此，他经常深入厂矿、油田等现场，了解工件的使用条件，分析失效的原因，指导工厂选材和制定工艺方案，使科研成果迅速地转化为生产力。

 1964年，他到第一汽车厂和洛阳拖拉机厂，一面讲学介绍科研成果，一面帮助工厂解决有关问题，对改进结构设计，选材用材，克服工件早期失效，提出切实可行的建议。

 1971年，处在“文革”逆境中的周惠久，随下厂小分队来到了宝鸡石油机械厂。看到工厂的工人、机器和产品，他顿时忘掉了自己被“监督改造”的身份，显得那样兴奋和活跃。他一头扎到车间，与技术员、工人一起，从共同开发高强度高淬透性和国产低碳马氏体新钢种开始，悉心研制石油钻采机具轻型吊卡。吊卡试制出来以后，需要在油田井台上操作使用，考验其性能。为了直接观察操作使用情况，他又亲自赶到大港油田。时值盛夏，年过花甲的周惠久，全然不顾自己身患冠心病，坚持同工人一起在井台上安装、测试，一呆就是40天。

 “文革”结束，他再次与宝鸡石油机械厂建立了新的协作关系，决定共同研制低碳马氏体钢的轻型吊环。在他精心指导下，通过应用断裂力学原理对吊环的疲劳寿命进行预测，对结构设计加以改进，并应用低碳马氏体钢大幅度减轻吊环重量，采用表面强化技术延长使用寿命，不

断改进设计工艺及测试，终于使吊环重量比过去传统使用的吊环减轻三分之二。这种被命名为“宝花牌”的轻型吊环，以优异的质量得到了API(美国石油学会)的承认，并同意使用它的标志。此项成果，后来获1984年国家科技进步三等奖。

在他主持的与天水风动工具厂协作对凿岩机活塞延长寿命的研究中，也是从现场考查记录失效过程入手，经过认真收集试验资料，多次改变设计材料，应用控制淬透性钢种及特殊处理，使得这种凿岩机活塞大幅度延长寿命，节约了能源和资源。鉴定结果，它的寿命已超过日本同类产品。

 为了检验和推广“低碳马氏体”应用技术，周惠久与课题组同志们的足迹，几乎踏遍了我国各大油田、煤矿及南北铁路、汽车厂。他们的成果，在通用机械、车辆、农机具、石油、矿山、轻工、建材、兵器等部门的几百种零件上，获得了成功的应用，达到了减轻重量、延长寿命、简化工艺、节约资源和能源的预期目的，取得了显著的经济效益和社会效益。据不完全统计，应用这类技术的产品，获国家金质奖的有2个，银质奖和金龙奖的有6个，获省、 部级优质品奖的有13个，其中不少产品已进入国际市场。此项研究成果，在1987年荣获国家科技进步一等奖。

 周惠久主持的综合研究成果——《发挥金属材料强度潜力——强度、塑性、韧性的合理配合》，获得了1987年国家自然科学三等奖。其中的一系列研究课题，共荣获国家级奖7项，部省级奖22项，它们包括了中国国家级自然科学奖、发明奖、科技进步奖等全部三种科技大奖。

 作为我国金属材料强度学科的奠基人和学术带头人，周惠久在材料强度、塑性和韧性合理配合理论、小能量多次冲击理论以及低碳马氏体强化理论和科学研究中做出的突出贡献，受到了世界材料学界的广泛瞩目。他先后受聘担任英国国际疲劳杂志国际顾问和编委、巴黎国际喷丸学术委员会委员、美国金属学会会员。1984年被英国名人传记出版社列入《当代突出成就国际名人录》。1988年被选入美国传记出版社的《国际杰出领导人名录》。1990年被选入《国际知识界名人录》。

(六)

 一个雪花纷飞的下午，笔者再次叩开了周惠久教授的家门。进入简朴的客厅，发现他正伏案读书。听到来了客人，他站起身来，一边微笑着招呼我入坐，一边以兴奋的心情对我说：“这几天，正在阅读刚出版的《邓小平文选》第三卷。读好这本书，系统地学习小平同志建设有中国特色的社会主义，加快建设步伐，迎接21世纪的到来，实现三步走战略，意义非常深远”。这寥寥数语，道出了一位老年学者和共

产党人密切关注国家大事的政治热情，给我以强烈的感染。

在总结一生经历时，周老对于自己的艰辛探索有幸能在新中国结出果实，融注于社会主义建设大业，欣慰之情溢于言表。他也谈到了遗憾之处：“年轻的时候，内有国民党反动统治 ，外有强敌的侵略，没有搞教育和科研的基本条件；进入壮年，工作刚有眉目和进展，又被‘文革’耽误了十年。要说对国家对民族的贡献，真是太少了。人生最宝贵的是时间。有时我真希望能让时间倒回来，再为国家多作点贡献”。说到这里时，老人的声音充满了“老骥 伏枥，壮心不已”的激情。

 采访结束，时近黄昏。走出室外，已是一片雪白，天色还是那么明亮。寒风夹着纷纷扬扬的飞雪，不断迎面扑来，我却丝毫没有感到寒意。踏雪归去，周老的一个声音仍在我的耳际回响：“我这一生，别无他求，最大的心愿就是：希望祖国早日富强起来，希望人民生活水平普遍提高!”我在想，周老的这个心声又何尝不是我们这些后辈的心声呢!