張作梅

張作梅

張作梅,機械工程學專家。中國科學院院士。長期致力於金屬壓力加工領域的研究工作。指導開展了金屬超塑性和非晶態合金的研究。成功地進行了球墨鑄鐵的衝擊性能試驗,並研究了A3鋼中板的機械性能。首次提出變形量的積累作用與奧氏體晶粒度的關係。其多項科研成果為中國經濟建設提供了重要科學依據。

基本信息

(圖)張作梅作梅

生平簡介

張作梅,1918年10月出生於廣東興寧縣,歸國華僑。其父張葛民系清朝秀才,並留學日本。其母袁三鳳曾就讀於香港,有文化教養。張作梅自幼受益於雙親的教誨,養成了勤奮好學的品德。

張作梅少時的求學生涯並非一帆風順。在其11歲時父親病逝,家境每況日下,其母不忍心兒子中途輟學,於1931年將張作梅送往香港,投靠其舅父,寄居就學。少小的張作梅在香港舅父家隻身一人,白天放學回來還要做家務,晚上睡在地下客廳的椅子或櫃檯上,飽嘗了寄人籬下的困苦。這種環境也促使張作梅形成了不向困難低頭,走自立自強道路的信念,決心付出比他人多幾倍的努力,獲得最優異的學習成績。

1937年張作梅在香港英文書院中學畢業,正值“七·七”事變爆發,國難當頭,此時此刻在他繼續求學的路途上面臨兩種選擇。一是因考試成績優異可直接取得香港大學教育系的公費學額;一是根據自己的志願投考孜孜以求的專業大學。抱有“科學救國”思想的張作梅毅然選定了後者,考入了廣州中山大學機械系,希望在工業和科學技術方面為國家建設出力。在中山大學他刻苦攻讀,學習成績始終名列前茅,連年獲得免費學額和獎學金。1941 年於中山大學畢業,獲學士學位。大學畢業之後,張作梅由同學介紹進中央造幣廠昆明分廠工作。開始任技佐兼機修股金工間主管員,後被提升為技士兼鑄造股股長,主管從鑄錠到成幣的所有工序的技術工作。但這種單純且重複性很強的技術工作,並不能使他施展自己的抱負和才智。

1944年末,他決定投考由當時教育部招考的英美獎學金留學生,並以優異成績考取留英公費生,開始了在海外學習、研究的生活。在英國他先被安排到設菲爾德(Sheffield)城的大衛聯合工程公司(Davy-united Engineering Co,Ltd.)的一個重型機械製造廠學習大型軋鋼機製造。由於廠方對外國人實行技術保密,名為學習,實際僅是掌握一般操作技能,致使他大失所望。此後,他又考取了英國機械學專家、設菲爾德大學機械系教授斯威夫特(H.W.Swift)的研究生,從事機械學研究,並攻讀博士學位。1947 年底,他相繼發表了兩篇學術論文,受到其導師和校方的讚賞,並給他提高了獎學金。1949年7月,時年31歲的張作梅獲得機械工程博士學位。其博士論文“金屬棒材的剪下”被英國的《金屬學報》予以刊登。此後,張作梅被留在設菲爾德大學的工程研究院擔任研究員,從事金屬壓力加工方面的研究工作,到1951年,他在英國寫出和發表了多篇學術論文,取得了具有當時國際先進水平的研究成果。

在英國工作期間,他雖然過著比較優裕的物質生活,但精神生活卻充滿了難以排解的苦悶。他時刻思念祖國,日夜盼望早日將學到的知識奉獻給祖國。1949年10月1日,中華人民共和國宣告成立。1950年,中英兩國正式建交,同年年底,我國著名科學家嚴濟慈率中國科學代表團赴英,轉達了周恩來總理對海外遊子的殷切期望,邀請李薰、張作梅等四位在英工作的科學家回國籌建中國科學院金屬研究所。之後,張作梅婉言謝絕了學校和導師的一再挽留。毅然踏上了歸國的旅程。回國後,他在我國著名金屬學家李薰的主持下進行籌建金屬研究所的工作。他從基建工程抓起,直到建起了壓力加工研究室、材料試驗室,以及機械加工和熱加工車間,並擔任壓力加工研究室主任。1957年,由他領導的研究室已成為我國從事壓力加工科學研究的一流研究室,圍繞國民經濟建設的課題取得了豐碩的科研成果。

1957年,張作梅被任命為中國科學院機械電機研究所副所長。1958年,改任中國科學院機械研究所副所長,併兼任該所壓力加工研究室和機械強度研究室主任。在此期間,還參加了長春機械學院的籌建工作,兼任該院副院長。1960年任中國科學院長春光學精密機械研究所副所長,兼任材料與壓力加工和機械強度兩個研究室主任,繼續開展壓力加工理論與套用研究和大型精密光學測量設備的精密機械工藝研究工作。1976年底,張作梅按所長分工,負責機構學、精密機械傳動、精密機械軸承與潤滑以及精密機械材料等四個研究室的技術與管理工作,並親自指導開展了“金屬超塑性”和“非晶態合金”的研究。1980年底,張作梅被任命為中國科學院長春分院副院長,並被選為中國科學院院士。

張作梅還先後擔任了中國機械工業技術發展基金委員會副主任,國家自然科學基金委員會委員,中國機械工程學會常務理事,吉林省機械工程學會理事長、名譽理事長,中國金屬學會理事,吉林省金屬學會副理事長,中國儀器儀表學會試驗機專業學會理事長,中國空間科學學會空間機械專業委員會主任,中國人民政治協商會議全國委員會第五、六、七屆委員,中國歸國華僑聯合會理事,吉林省歸國華僑聯合會主席,吉林省科學技術協會副主席等職,做了大量的社會工作。1983年,他以65歲高齡加入了中國共產黨,實現了自己多年的夙願。

科學技術成就

全面研究金屬壓力加工理論

張作梅在金屬壓力加工方面的科學研究工作從軋制、鍛壓、擠壓、剪下、衝壓以至拉延等,幾乎囊括了所有的壓力加工理論與技術領域。早在英國學習期間,張作梅即開展了金屬剪下和金屬擠壓的研究工作。在金屬的剪下與沖裁機理研究方面,張作梅對金屬在剪下過程中的流動和分離列出了系統的實驗數據。對金屬的沖裁,從實驗中得出了有關間隙和沖頭斜角的系統數據,並由平沖頭的切入深度和沖裁力的關係曲線以圖解法推導出沖頭的切入深度和沖裁力的關係曲線。有關上述研究的論文報告曾在1950 年英國的《金屬學報》上發表。

球墨鑄鐵的衝擊試驗

50年代初期,球墨鑄鐵是一種新興的機械製造材料。它具有優良的機械性能,可用來代替可鍛鑄鐵和部分鑄鋼、鍛鋼,所以世界各國廣泛開展了研究。由於球墨鑄鐵的性能和鑄鋼很相似,這種材料能否進行壓力加工以取得更廣泛套用,成為當時科技界極為關心的研究課題。張作梅首先進行了不同溫度下球墨鑄鐵的衝擊性能試驗,得出了變脆溫度範圍和比較具有韌性的溫度範圍,並考查了試樣的斷裂情況和斷裂時的彎曲角度。與此同時,對球墨鑄鐵的鍛造、壓延和機械性能進行了系統的巨觀和微觀組織的研究,得出了系統的研究結果,證明了球墨鑄鐵的可壓力加工性,並得出了加工時的工藝條件。在上述研究工作的基礎上張作梅又對壓力加工前後球墨鑄鐵的機械性能進行了系統研究,特別是在壓延後板材的方向性、加工前後的疲勞性能、熱處理、切口和壓力加工對不同溫度下的衝擊性能影響等。從而為更廣泛套用這一優良的新型材料,提供了科學依據。隨後,特別對球墨鑄鐵的可塑性進行了系統研究,對鑄態和鑄態經石墨化處理後的球墨鑄鐵在不同溫度下進行了抗張、抗壓、衝擊彎曲、燃扭頂鍛和小型壓延試驗,得出了系統結果。此外,由於球墨鑄鐵中石墨的形狀在壓力加工和各種材料試驗中發生了變化,對這些工藝和材料試驗性能指標的影響較為敏感,所以這些也可以用來衡量材料的可塑性試驗方法的敏感性和實用性。1957年蘇聯將上述系統試驗研究論文譯成俄文,發表於蘇聯《現代冶金問題》雜誌。

首次提出變形量的積累作用與奧氏體晶粒度的關係

50年代初期,張作梅在籌建金屬研究所的同時,還考察了鞍山鋼鐵廠、撫順鋼廠和大連鋼廠等我國當時主要的鋼鐵生產基地。通過考察使他樹立了要為解放後鋼鐵生產的恢復工作貢獻力量的信念。A3鋼中板機械性能研究就是在50年代初為解決我國鋼鐵生產中的實際問題而開展的課題。當時,A3鋼中板是工程中套用最廣泛的鋼種,但其機械性能一直未能達到我國重工業部部頒標準。據鞍鋼1954年6~9月統計,生產的A3鋼中板能符合標準的板材最高為18.5%,最低為零。為了提高產品質量,張作梅系統地研究了A3鋼中板的機械性能與顯微結構和晶粒度之間的關係。提出了原始奧氏體晶粒度和冷卻速度對成品的顯微結構和晶粒度的影響;以及如何細化奧氏體晶粒度的條件,即通過控制軋制溫度、軋制過程中變形量的分布以及變形後的冷卻速度從而控制晶粒度,據此得出了新的工藝過程。經過在生產中實際套用,使產品合格率提高到83%以上,不但為我國鋼鐵生產的發展作出了重要貢獻,而且提出的變形量的積累作用與奧氏體晶粒度的關係問題在國內外屬於首次,具有重要的學術價值。他的“A3鋼中板機械性能的研究”論文發表於1956年的《金屬學報》,並於1957 年被蘇聯譯成俄文在《現代冶金問題》雜誌上發表。

簡歷

1918年10月4日 出生於廣東省興寧縣。

1937-1941年 廣州國立中山大學機械系,獲學士學位。

1941-1945年 中央造幣廠昆明分廠技士,兼鑄造股股長。

1945-1946年 英國設菲爾德(Sheffield)大衛聯合工程公司(DavyUnited Engineering Co.,Ltd.)重型機械製造廠實習。

1946-1949年 英國設菲爾德大學機械系獲博士學位。

1949-1951年 英國設菲爾德大學工程科學院研究員。

1951-1957年 中國科學院金屬研究所研究員,壓力加工研究室主任。

1957-1958年 中國科學院機械電機研究所副所長,兼壓力加工研究室主任。

1958-1960年 中國科學院機械研究所副所長,兼壓力加工研究室、機械強度研究室主任,長春機械學院副院長。

1960-1983年 中國科學院長春光學精密機械研究所副所長,兼材料與壓力加工、機械強度研究室主任。

1980-1984年 中國科學院長春分院副院長。

1983年 中國科學院長春光學精密機械研究所研究員,學術委員會副主任。

主要論著

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 張作梅,李建華,李慧珍.鋒鋼鍛壓比的研究.機械工程學報,1954,(2):121-155.

4 張作梅,徐有容.在不同溫度下球墨鑄鐵的衝擊性能.物理學報,1954,(4):333-345.

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 張作梅,徐有容,高子明,郭勝泉.球墨鑄鐵可塑性的研究.金屬學報,1956,(2):165-188.

7 張作梅,李建華.A3鋼中板機械性能的研究.金屬學報,1956,(1):87-126。

8 張作梅,楊本祺.銅線冒刺的研究.機械工程學報,1957,(3):215-234.

9 張作梅、孫麟治.113鋼的塑性、熱處理和模鍛汽輪機葉片的研究.機械工程學報,1957,(4):329-348.

10 張作梅,孟壽山,高子明.鎳鉻電熱絲材料cr20ni80加工性能的研究.金屬學報,1957,(1):35-57.

11 張作梅,李慧珍.薄板粘結的研究.金屬學報,1957,(4):335-348.

12 張作梅,李建華.熱軋條件對低碳鋼時效的影響.金屬學報,1957,(3):249-260.

13 張作梅,李建華.熱軋條件對於碳素鋼材的顯微結構和機械性能的影響的研究.金屬學報,1959,(2):143-154.

14 張作梅,高子明,呂萌福.重軌軋制過程中機械性能變化的研究.金屬學報,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 張作梅,趙士達.不同溫度、速度條件下,G3、113鋼、鋁、鉛等塑性變形抗力的研究.金屬學報,1963,(2):131-145.

17 張作梅,徐有容、高子明.鎳、鉻、錳無磁性鋼壓力加工的研究.見:機械製造論文彙編Ⅰ.北京:科學出版社,1963,70-79.

18 張作梅,林陶.鋼—鉻基軸承合金雙金屬板軋制的研究.見:機械製造論文彙編Ⅰ.北京:科學出版社,1963,80-89.

19 張作梅,黎俊結.模鍛及橫軋時金屬的變形與破裂的研究.金屬學報,1964,(1):43-57.

20 張作梅.金屬的塑性.見:機械製造論文彙編Ⅱ.北京:科學出版社,1965,111-142.

21 張作梅.我國在金屬及合金的塑性方面30年來的主要工作.鍛壓技術,1979,(5):6-18.

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