周惠久院士90华诞暨学术思想研讨会上的发言回顾

我于1956年考入交通大学，1961年由西安交通大学金属材料及热处理专业毕业，是周惠久教授的学生。我毕业论文的题目是《对石油钻井钻头材料及热处理工艺的几点意见——兼论渗碳钢的强度问题》，指导教师是周惠久、黄明志和邓增杰。可能是毕业论文与石油机械有关，毕业后我被分配到位于宝鸡的石油工业部钻井采油机械研究所。1964年，这个研究所迁往大庆，我们一部分人调入宝鸡石油机械厂。研究所和工厂离西安很近，我在工作中遇到疑难问题时，总是回母校求教。其中找周先生的次数最多。我经手的许多所厂校合作科研项目，周先生均参与指导。特别是“文化大革命”期间，周先生被下放到宝鸡石油机械厂几个月，时值工厂根据“铁人”王进喜要求研制轻型吊环、吊卡，周先生直接参与了我们的科研攻关。由于这些特殊的经历，周惠久教授的学术思想对我有较大的影响。

周惠久院士的学术思想涉及面广，博大精深。“从服役条件出发”是周先生学术思想重要组成部分之一。周先生在《金属力学性能》《金属材料强度学》等著作中强调指出：“从一种机件或构件的具体服役条件出发，通过典型的失效分析，找出造成材料失效的主导因素，确立衡量材料对此种失效抗力的判据（即相应的强度性能指标），据此选择最合适的材料成分、组织、状态及相应的加工、处理工艺，从材料的角度保证零件的短时承载能力和长期使用寿命，是材料强度工作服务于生产实践的主要内容”。

新中国成立初，我国合金结构钢一直照搬苏联钢种，以铬、镍为主。20世纪60年代初，中苏关系破裂后，从苏联进口铬、镍受到限制。1965年，国家经委号召开展一场“钢铁革命”，用国内富有元素代替合金钢中的铬和镍。于是，以冶金系统为主，各行业都在研究开发不用铬、镍或少用铬、镍的新钢种。多数单位主要立足于“代用”，其综合力学性能只是接近于原钢种，因此缺乏生命力，20世纪六七十年代搞的绝大多数无铬、镍钢种都中途夭折。而我们在这场“钢铁革命”中，从石油机械的服役条件出发，分析、研究了一批关键的、有代表性产品的失效判据，有针对性地研究开发了20SiMn2MoVA等10余种新钢种，把节约铬、镍与提高石油机械产品的质量和寿命相结合，取得了良好的效果。这些钢种有强大的生命力，至今仍在使用，有的还列入国家标准。例如吊环原用35CrMo、40CrNiMo等含铬、镍的调质钢，采用20SiMn2MoVA并改进结构设计和进行综合强化后，质量技术指标居国际领先水平。其自重只有苏式吊环的1/3，而寿命是美国BJ公司同类产品的1.5倍。石油完井用的射孔器原用PCrNi3Mo淬火中温回火，我们分析服役条件，找出造成射孔器开裂的主要因素，认为射孔器用钢在高的强度水平前提下，必须有较大的塑性容量，采用20SiMn2MoVA较妥。结果，射孔器寿命提高一倍，并节约材料费30%。无铬、镍的高强度公锥用钢使公锥寿命提高2倍。从服役条件出发研制的一批无铬、镍或少铬、镍钢种，使一部5000m电驱动钻机的重量减轻20%。

四十年前，周先生亲自给我们讲授失效分析，强调失效分析十分重要。随后在他的许多学术报告中，又进一步论述了“失效分析是基础”的观点。

我参加工作后，较早介入的工作之一是失效分析。20世纪60年代起，我主持完成了四川输气管道爆裂、黄岛油库爆炸起火、塔里木深井钻机倒塌等600多项事故的失效分析，提出和完善了“失效分析反馈”的思路，创立了包括全国钻具失效分析网、失效案例库、综合统计分析库和计算机辅助失效分析系统在内的失效分析与反馈闭环系统，使石油机械和管材失效分析工作有重大突破，失效事故大幅度减少。例如，钻柱失效事故由1986年每年1000起左右，下降到1996年每年250起左右，累计减少直接经济损失5亿元。这些成绩与周惠久教授等母校老师的教育分不开，与周先生的学术思想分不开。

1981年起，我的工作重点转向石油管材，参与创立了石油管材研究所，并逐步形成了一个新的学科领域——石油管工程。(www.xing528.com)

“石油管工程”是机械工程、石油工程、材料科学与工程、工程力学、可靠性工程、信息科学与工程（含计算机技术）等多学科交叉的边缘学科，属系统工程范畴。它把相关学科的理论成果和最新技术尽可能地运用于石油管的服役过程（即石油工业的钻井工程、采油工程和储运工程），最大限度保障石油管使用中的安全可靠性和寿命，并最有效地降低工程成本。

失效分析（失效规律与失效的预测预防）是“石油管工程”的基础。提高石油管安全可靠性、使用寿命和经济性的综合研究是“石油管工程”的核心，其主要内容是在失效规律及失效反馈信息的指导下，进行石油管材料及材料强度、石油管结构强度与结构完整性、石油管螺纹连接密封机理与密封完整性、石油管腐蚀机理及防治措施等研究，以及上述研究成果指导下的石油管正确选择和合理使用。可见“石油管工程”体现了周先生“失效分析是基础”“结构强度与材料强度相结合”“强度、塑性、韧性合理配合”等重要学术观点，同时体现了“发挥材料的强度潜力”的思想。

周惠久院士学识渊博，高瞻远瞩，他的学术思想经受了长期工程实践的考验。他几十年前的学术观点，今天看来仍然那么严谨、精辟，仍然有十分重要的指导意义。周先生的学术思想是我国工程技术领域十分宝贵的财富。

（原载《西安交大》第413期第二版，1997年12月31日。原标题为“周惠久学术思想对我的影响”。）

作者附言：庆祝周惠久院士90华诞暨周惠久学术思想研讨会于1997年12月17日在西安交通大学图书馆报告厅举行。中国科协副主席孙大涌、原机械工业部常务副部长陆燕荪、装甲兵工程学院徐滨士院士、哈尔滨工业大学雷廷权院士、华中理工大学崔昆院士、山东大学蒋民华院士及西安交大徐通模校长、王建华副校长、张迈曾副书记、林宗虎院士等参加了会议。作为周惠久院士的学生，作者应邀参加了会议并做了发言。