张作梅

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张作梅,机械工程学专家。中国科学院院士。长期致力于金属压力加工领域的研究工作。指导开展了金属超塑性和非晶态合金的研究。成功地进行了球墨铸铁的冲击性能试验,并研究了A3钢中板的机械性能。首次提出变形量的积累作用与奥氏体晶粒度的关系。其多项科研成果为中国经济建设提供了重要科学依据。

张作梅 - 生平简介

张作梅,1918年10月出生于广东兴宁县,归国华侨。其父张葛民系清朝秀才,并留学日本。其母袁三凤曾就读于香港,有文化教养。张作梅自幼受益于双亲的教诲,养成了勤奋好学的品德。

张作梅少时的求学生涯并非一帆风顺。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,投靠其舅父,寄居就学。少小的张作梅在香港舅父家只身一人,白天放学回来还要做家务,晚上睡在地下客厅的椅子或柜台上,饱尝了寄人篱下的困苦。这种环境也促使张作梅形成了不向困难低头,走自立自强道路的信念,决心付出比他人多几倍的努力,获得最优异的学习成绩。

1937年张作梅在香港英文书院中学毕业,正值“七·七”事变爆发,国难当头,此时此刻在他继续求学的路途上面临两种选择。一是因考试成绩优异可直接取得香港大学教育系的公费学额;一是根据自己的志愿投考孜孜以求的专业大学。抱有“科学救国”思想的张作梅毅然选定了后者,考入了广州中山大学机械系,希望在工业和科学技术方面为国家建设出力。在中山大学他刻苦攻读,学习成绩始终名列前茅,连年获得免费学额和奖学金。1941 年于中山大学毕业,获学士学位。大学毕业之后,张作梅由同学介绍进中央造币厂昆明分厂工作。开始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。但这种单纯且重复性很强的技术工作,并不能使他施展自己的抱负和才智。

1944年末,他决定投考由当时教育部招考的英美奖学金留学生,并以优异成绩考取留英公费生,开始了在海外学习、研究的生活。在英国他先被安排到设菲尔德(Sheffield)城的大卫联合工程公司(Davy-united Engineering Co,Ltd.)的一个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,名为学习,实际仅是掌握一般操作技能,致使他大失所望。此后,他又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,并给他提高了奖学金。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。此后,张作梅被留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,到1951年,他在英国写出和发表了多篇学术论文,取得了具有当时国际先进水平的研究成果。

在英国工作期间,他虽然过着比较优裕的物质生活,但精神生活却充满了难以排解的苦闷。他时刻思念祖国,日夜盼望早日将学到的知识奉献给祖国。1949年10月1日,中华人民共和国宣告成立。1950年,中英两国正式建交,同年年底,我国著名科学家严济慈率中国科学代表团赴英,转达了周恩来总理对海外游子的殷切期望,邀请李薰、张作梅等四位在英工作的科学家回国筹建中国科学院金属研究所。之后,张作梅婉言谢绝了学校和导师的一再挽留。毅然踏上了归国的旅程。回国后,他在我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。他从基建工程抓起,直到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我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,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。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年底,张作梅被任命为中国科学院长春分院副院长,并被选为中国科学院院士。

张作梅还先后担任了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,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等职,做了大量的社会工作。1983年,他以65岁高龄加入了中国共产党,实现了自己多年的夙愿。

张作梅 - 科学技术成就

全面研究金属压力加工理论

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。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。

球墨铸铁的冲击试验

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。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。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。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。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。

首次提出变形量的积累作用与奥氏体晶粒度的关系

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我国当时主要的钢铁生产基地。通过考察使他树立了要为解放后钢铁生产的恢复工作贡献力量的信念。A3钢中板机械性能研究就是在50年代初为解决我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我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。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。经过在生产中实际应用,使产品合格率提高到83%以上,不但为我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》,并于1957 年被苏联译成俄文在《现代冶金问题》杂志上发表。

张作梅 - 简历

1918年10月4日 出生于广东省兴宁县。

1937-1941年 广州国立中山大学机械系,获学士学位。

1941-1945年 中央造币厂昆明分厂技士,兼铸造股股长。

1945-1946年 英国设菲尔德(Sheffield)大卫联合工程公司(DavyUnited Engineering Co.,Ltd.)重型机械制造厂实习。

1946-1949年 英国设菲尔德大学机械系获博士学位。

1949-1951年 英国设菲尔德大学工程科学院研究员。

1951-1957年 中国科学院金属研究所研究员,压力加工研究室主任。

1957-1958年 中国科学院机械电机研究所副所长,兼压力加工研究室主任。

1958-1960年 中国科学院机械研究所副所长,兼压力加工研究室、机械强度研究室主任,长春机械学院副院长。

1960-1983年 中国科学院长春光学精密机械研究所副所长,兼材料与压力加工、机械强度研究室主任。

1980-1984年 中国科学院长春分院副院长。

1983年 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。

张作梅 - 主要论著

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.

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.

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.

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。

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.

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.

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.

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.模锻及横轧时金属的变形与破裂的研究.金属学报,1964,(1):43-57.

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.我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.

张作梅 - 参考资料

[1] 中国数字科技馆 http://www.cdstm.cn/zhuanlue/persondetails.jsp?personid=165632

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