潘健生:给钢铁"淬火成钢"、推动我国热处理数字化的材料专家
在机械制造领域,热处理被称为赋予钢铁"灵魂"的工序——一把刀、一根轴、一枚齿轮的硬度与寿命,很大程度上取决于炉火中那几个小时的升温、保温与冷却。中国工程院院士、上海交通大学教授潘健生,正是一位与炉火打了六十多年交道的热处理专家。他率先用计算机模拟破解复杂零件的热处理密码,推动这门古老工艺从"凭经验"走向"靠计算"。
交大校园里的热处理学人
潘健生1935年1月生于广东番禺,1955年考入交通大学机械系金相热处理专业。1959年从上海交通大学毕业后,他留校任教,从此再没有离开过热处理的教学与科研岗位。
热处理是人类最古老的技术之一。潘健生曾说,从世界上诞生第一把刀开始,就有了最原始的热处理;但真正用现代科学方法研究它,则是19世纪末以后的事。新中国成立初期,我国机械工业基础薄弱,热处理长期依靠工人师傅"看火色、凭经验",废品率高、质量不稳,年轻的潘健生暗下决心,要为这门手艺找出科学规律。
给热处理装上"数字大脑"
20世纪后半叶,计算机技术兴起。潘健生敏锐地意识到,热处理中的温度场、组织转变、应力应变、流体流动等现象相互耦合,完全可以用数学模型精确描述。他率先把传热学、数值分析、弹塑性力学、流体力学、软件工程与材料学知识集成起来,建立起反映热处理过程各种复杂现象的数学模型。
在此基础上,他带领团队在国内外率先实现复杂形状零件和复杂热处理工艺的计算机模拟:工件尚未入炉,工程师就能在电脑上"虚拟淬火",预判变形、开裂和残余应力,再反向优化工艺。热处理由此从经验型技术,向基于科学计算的精密型技术跨越。他主持完成的"热处理数学模型和计算机模拟的研究与应用",获得2000年度国家科技进步二等奖。
潘健生并未止步于实验室。他提出制造特大型气体渗碳炉的新方案,使设备造价节约近千万元,满足了国家重点工程的急需;他开发的热处理模拟、工艺优化与控制一体化软件,又与企业合作建成全自动智能化热处理生产线,累计处理汽车齿轮四千多炉,质量全部达到设计要求。
把论文写在车间一线
潘健生常说,科研工作者的职责不仅仅在于为学生传道授业,应该有一部分人为社会的实际生产起作用。他的办公室里常年挂着热处理分析图片,摆放着从各地工厂带回的试样和工件;实验室更像一个开放的"咨询中心",师生和企业技术人员都可以推门请教。
据上海交通大学新闻报道,截至2006年前后,他开发的热处理计算机模拟技术已为20多家工厂解决生产疑难,直接创造经济效益约1.5亿元。从2006年起,他又带领团队与上海重型机器厂合作,七年如一日每周到厂,深入大锻件热处理车间,与技术人员一起攻克工艺制订、操作方法与质量控制难题,为我国重大装备国产化提供了关键支撑。
科研工作者的职责不仅仅在于为学生传道授业,应该有一部分人为社会的实际生产起作用。
人物档案
- 出生1935年1月,广东番禺人
- 身份中国工程院院士(2001年当选),上海交通大学材料科学与工程学院教授、博士生导师,热处理工艺与设备专家
- 主要成就建立热处理过程数学模型,在国内外率先实现复杂形状零件与复杂热处理工艺的计算机模拟;推动热处理数字化、精密化,技术应用于数十家企业及重大装备制造
- 荣誉奖励国家科技进步二等奖、国家发明三等奖、教育部技术发明奖一等奖等;2008年当选国际热处理与表面工程联合会会士(IFHTSE Fellow)
- 学术成果申请专利五十余项,发表论文百余篇,出版著作三部,参与编撰《中国材料工程大典》及英文专著 Handbook of Thermal Process Modeling of Steels
结语
2001年,66岁的潘健生当选中国工程院院士。得知消息时他正在接受记者拍照,他后来说,自己不把这看作荣誉,"只是我的责任又变重了而已"。2008年,他被国际热处理与表面工程联合会授予杰出贡献奖并当选会士,当时全球仅有15人获此殊荣。
2026年2月,年逾九旬的潘健生捐出毕生积蓄,在上海交通大学设立"潘健生基金",希望为材料学科"留份火种"。深耕一域,薪火相传——这位把一生交给炉火的科学家,留给中国制造业的,是更精确的工艺、更过硬的工件,和一代又一代接着干的年轻人。
权威资料
权威来源:中国工程院官网
- 出生1935年
- 当选院士2001年
- 权威简介材料热处理专家,主要从事热处理工艺、控制与设备研究。1935年1月出生于广东省番禺市。1959年毕业于上海交通大学,获学士学位。 2001年当选中国工程院院士。 【
- 资料来源中国工程院官网