徐祖耀

        徐祖耀,材料科学家。1921年3月生于浙江省宁波市一个中下层职员的家庭里。在他少年时代,我国深受列强侵扰,他立志献身科学技术报效国家。1938年考入国立云南大学矿冶系,1942年毕业,获工学士学位。他的毕业论文为东川贫铜矿的浮选,实验效果显著,这给他以科技服务国家、造福人类一个很大的鼓舞。曾任材料试验处助研,唐山交通大学、北京钢铁学院、爿海交通大学冶金系、材料系副教授、教授、教研室主任、系主任。现任上海交通大学校学术委员会委员,材料科学与工程学院教授,中国科学院院士。曾任比利时鲁汶天主教大学客座教授,香港城市大学名誉教授。
        抗战后期,由于日军封锁,仰进口供应的高速钢刀具亟待自制。由周志宏先生(我国冶金学的前驱者,中科院首批遴选的学部委员之一)领导的重庆材料试验处在我国开发生产高速钢等一系列合金钢。徐祖耀被委任高速钢锻造的开发研究工作。他从生产工人的经验,结合内在组织,解决了锻造开裂问题,1944年已由合金钢厂(“28’’兵工厂)正式投产。1945年他完成《高速钢的锻造》论文,获得嘉赏。
        20世纪50年代从事工具钢中相变的研究,紧密结合热处理工艺的创新。例如,根据奥氏体稳定化的科学规律,提出“工具钢的无变形淬火”和“高速钢的无变形回火”,根据高速钢回火机制的研究,提出“高速钢回火新工艺”等。高速钢回火中奥氏体的催化((~’ondit.ioning)和稳定化的研究自1956年起持续至1964年,初步工作发表于1957年《科学记录》,完整的工作以《ne’tempering 0f H诎speed Steel》为题发表于1956年《Seientia Sinica》(中国科学)(v.105№.10 ppl509—1522)。这篇论文的题目和郭本基先生在M.I.T的博士论文(M.Cohenand P.K.Koh,’rrans.。ASM.,1939,27:1015~1051)题目相同,但内容已深化不少。郭东基于1982年由美来沪访问交大时读到了这篇文章,不胜感慨。瑞典皇家工学院的M.Hillert教授(Cohen教授早年的另一位博士生)对此文深感兴趣,还提出了不少建议。
        在“文革”期间抽空撰写马氏体相变专著。鉴于热力学在材料科学中的重要作用,而有些材料科学家对此不予重视,1976~1977年之间困于病榻,对马氏体相变热力学进行思索和计算,颇多收获,终于在Fe—c合金的Ms温度热力学计算上取得了突破。1978年《马氏体相变与马氏体》书稿交付科学出版社,其中热力学一章就包含了Fe—c、Fe—x—c马氏体相变热力学的研究新成果。1979年始显现于《金属学报》,1983年及1985年相继在国际期刊J.MaLterials Sci上,1984年在Acta Metall.上发表了这些成果,为国际学术界所接受。以后在贝氏体相变热力学,有序化热力学,三元系spinodal分解的热力学判据上多有些建树。Fe—C钢中碳一碳交互作用能的热力学计算,钢中合金元素的晶界偏聚的热力学分析,Fe—C—N三元相图的热力学计算等工作在20世纪80年代相继完成,并向浙大和金属研究所等单位同行宣讲材料热力学,以后又为上海交通大学研究生开授了这门课程。目前这已为大学本科和专业研究生的重要必修课,也成为我国材料科学研究中的一个方向。
        以理论计算和实验结果论证了低碳钢中碳原子在马氏体相变时可能进行扩散。他及其合作者发现含0.27%C钢中加入O.17wt,%(或0.07at%)稀土元素后,Ms下降,而残余奥氏体量却显著减少,证明以往普遍认为的动力学公式(Magee式)对低碳钢并不合适,需加修正。他们提出一个普适的变温马氏体相变动力学方程,这对低碳马氏体(条状)组织钢的成分设计和这类钢的开发具有指导作用。
        对轴承钢(GCrl5钢)中残余奥氏体等温Pa’马氏体相变的研究,确立其相变动力学和机制以外,并发现很少量等温马氏体增大残余奥氏体的稳定性。这项成果经徐祖耀在1986年的国际会议上初步发表后,美国著名实用性期刊《Industrial heating》上作了全文转载,引起美国有关公司来函索取详细工艺。
        母相状态对马氏体相变影响的研究,丰富了对这相变的认识。将群论成功地应用于马氏体相变晶体学研究,为相变的研究开辟了通道。创立了铜基合金热弹性马氏体相变热力学,使不同有序态和有序度母相的Ms温度以及无序态母相的理论Ms,能以热力学求得。
        对Zn—CeO,,中Ms的热力学计算,并以严格的热力学推导,表征了Ms随母相晶粒大小增大而升高,纠正了沿用的将母相晶粒与马氏体形核的临界大小相混淆的情况。最近引用孤立子理论于马氏体相变,建立了相变临界驱动力与相界面迁动速率之间的数学关系,其结果与实验值符合(J.Appl.Phys.,2000,58:4022~4025),为将数学方法引入材料科学提供了又一成功例子。
        徐祖耀等对Fe—C、低碳Ni—Cr钢、Cu—Zn、Cu—Al及Cu—Zn—Al的贝氏体相变的热力学研究,观察到含硅Ni—Cr—Mo钢贝氏体的成长台阶,由Fe—Ni—Cr中奥氏体强化对相变影响的分析,钢、脱碳钢、Cu—Zn—Al及Ag—Cd在贝氏体相变孕育期内出现相变内耗峰,F。一Ni—c中珠光体相变、贝氏体相变和马氏体相变内耗特性的比较等,都显示贝氏体相变属扩散型机制。在8mol%Ce02一Zr02中,400~(:等温相变产物的点阵常数和变温马氏体的显著不同,将这类相变命名为贝氏体相变,并认为贝氏体内c/b减小是其脆性的标志。
        形状记忆材料属新型功能材料。除高分子形状记忆材料外,形状记忆合金、陶瓷及磁控材料的形状记忆效应都与马氏体相变有密切关联。徐祖耀是我国提倡并研究形状记忆材料的前驱者之一。他对Ni—Ti、Cu—Zn—Al、Ni—A】、Fe—Mn—Si及含Z硒陶瓷的不同马氏体相变深入作出研究,在此基础上总结了这些材料中影响形状记忆效应的因素,为开发、利用这些材料提供依据,并推出了新型形状记忆材料,如Fe—Mn—Si—Cr—N等,为发展我国材料科学及新型材料的开发做出了贡献。
        徐祖耀长期从事材料科学的基础理论及应用研究,在马氏体相变、贝氏体相变、形状记忆材料和材料热力学等研究领域,获得了一系列成果,曾获1987年国家自然科学奖三等奖,1999年国家科技进步奖三等奖,1986年、1987年和1988年国家教委科技进步奖一二等奖和1998年教育部科技进步奖一等奖。
        著有专著8本,发表论文400余篇。自1983年起先后担任马氏体相变国际顾问委员会委员、荣誉委员,国际贝氏体相变委员会委员,国际金相学报(现名Materials Characteri:ation)及ISIJ Inter.杂志顾问编委。

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