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韩静涛:智者胸怀,文人风骨

2016-06-21宋佳男

锻造与冲压 2016年22期
关键词:裂纹教授研究

文/宋佳男

韩静涛:智者胸怀,文人风骨

文/宋佳男

9月的和煦阳光洒满北京科技大学(以下简称“北科大”)校园里的每一个角落,步行其中,暖风拂面,恍惚间竟有一丝春意。当本刊记者在北科大主楼拜访材料加工工程学科主任韩静涛教授时,更有“如浴春风”般的体会。

一见面,韩教授热情的招呼我们落座,细心地为我们沏了热茶。话题自然从锻压行业展开,打开话匣子的韩教授不像是一位学贯中西、桃李满天下的学者在接受采访,更像是一位长者、智者在向后辈讲述他的经历和感悟,传播他的人生智慧,言语间亲切、睿智、风趣又不失率真。

不凡求学路

韩静涛,1981年西安冶金建筑学院本科毕业,1985年东北工学院工学硕士毕业,1995年清华大学工学博士毕业,博士毕业后在北科大任教至今。几十年来,韩教授一直从事金属塑性加工理论、轧钢与锻压工艺的教学和科研工作。至今已培养毕业博士研究生40余名、硕士研究生超过百名;出版学术专著译著12部,发表学术论文370余篇,其中240余篇论文被SCI、EI收录;主持完成的科研项目获国家科技进步二等奖等国家、省部级科研成果奖14项。

“77级是恢复高考的首届,绝大部分学生对学校和专业几乎都无法选择,能上大学就是天大的幸运了,我对这个学校和专业也是闻所未闻。我是慢慢的从这里面找到了一些乐趣,喜欢上这个行业的,算是先结婚后恋爱吧!”韩教授开门见山,“那时高考录取和专业选择受家庭影响很大,我在专业选择上受到比较大的限制”“不过,后来证明我这个人还是可以教育好的,哈哈!”话锋一转,韩教授笑言。

忆起年轻时的求学路,韩教授说到:“我年青的时候就是不怕考试,77年大学恢复招生时,我还在工厂翻砂车间一线,工作干的还不错,根本没有时间备考。但由于基础还可以,考出了自己都意外的好成绩。”“大学毕业前一学期的期末,直到研究生报名快结束了,我还没有要报考的意识。因为那时77级大学生已经是天之骄子了,得到社会上的热捧。当时国内轧钢专业的开山鼻祖张强教授在我们学校任教,虽然没有给我直接授过课,但经常听其他老师说到我,也一直在关注我,于是亲自跑到学生宿舍动员我报考。张教授一直是我们非常崇敬的学术泰斗,能这样关注我,真是受到了震撼,立即报名并退掉了回家车票,假期留校备考。考试成绩一出来,五门课程总分竟然比第二名高了90多分!”“硕士毕业留校工作七年半,担任金属塑性加工专业负责人四年半,最后也被高校高学位师资的大潮卷离了所热爱的工作、同事和学生,辞职到清华大学攻读博士学位。”韩教授语气平淡的寥寥几句话,却勾勒出一段不平凡的求学生涯。

科研在于探索未知

“高校科学研究工作的宗旨在于探索未知世界,归纳总结已有的碎片化知识成为理论,进行原创性的研究与开发。开拓其他人意想不到的研究方向,解决一般人解决不了的技术问题。”在谈到科研工作时,韩教授这样说到。

韩教授带领的金属塑性加工技术与模具研究室在理论基础方面研究工作主要集中于以下三个问题:

一是研究金属成形的介微观机理,研究外力的作用下金属内部晶粒的演化情况。位错理论一直是塑性加工金属学的基础,但韩教授课题组认为金属之所以能发生塑性变形,并不全是位错的贡献,位错可能仅贡献了金属成形很小的一部分。他们还确认了冷变形情况下的晶粒长大现象,虽然目前这些发现还不能完全否认位错理论,但也会使位错理论在金属成形中所占分量下降。

二是关于金属材料内裂纹的自愈合现象与自修复技术,包括金属材料在成形过程中裂纹生成、拓展、抑制、愈合机理研究,自修复技术的开发与应用等。传统锻造工艺认为裂纹产生了就不可修复,裂纹自修复技术的提出有效地解决了大锻件锻造裂纹问题。韩教授是提出裂纹自修复技术并实现工程实践的第一人,世界上已有两百多个团队在从事这个领域的研究工作。

三是金属成形过程的多尺度数值模拟与系统仿真研究,常规有限元方法侧重于复杂件成形工艺的有限元模拟,从微观、介观与宏观角度出发,研究金属成形过程中的晶体变形、体积变形、晶粒长大、溶解、再结晶、微裂纹演化等过程,方法涉及分子动力学、晶体塑性学、元胞自动机方法等介微观塑性领域。系统仿真即模拟钢铁企业的全流程体系反应,将流程中各单机/机组参数、工艺过程参数、材料热过程参数、产品形状/组织性能动态变化参数等耦合,研究从钢坯入炉加热到最终轧制成形过程的系统仿真,研究该系统内任何参数微小变化,对体系与产品质量指标的影响。

“在金属学理论中可将晶粒看做一个个乒乓球,假想一个平面去切这些随机堆放的无数个乒乓球,以切出横断面的形状判断晶粒尺寸的大小,是极不准确的。因为任何一个假想平面都不可能穿过所有乒乓球的子午面,所切的位置都是球的球冠位置,所以你所能看到的晶粒尺寸都比实际晶粒尺寸小。”韩教授说到。

谈及塑性加工领域的研究,韩教授说,钢是一种扩散性合金,与铜、碳纤维等新材料不同,铁和碳两种元素的组合给它带来无穷的变化和魅力。关于铁,我们大致知道727℃时发生相变,727℃以上可以看出各种相图,但727℃之下我们知之甚少;关于碳,我们了解得就更少了,因为碳测不准。所以说,钢里面还有很多东西需要进行科学研究的,对钢的研究仍然占据着科学领域一个很高的位置,现在我们对钢的了解可以说还不到5%。

成功源于不懈努力

多年来,韩教授先后主持或完成了包括国家自然科学基金重点项目“金属材料内裂纹愈合研究”、国家“863”项目“钢质蜂窝夹芯板扩散轧制复合技术研究”、国家技术创新项目“高质量不锈钢板材技术开发”、国家航天工程“航天器弹射式空间展开系统弹性卷筒”、国家“65”科技攻关项目“300/600MW汽轮机叶片钢生产工艺研究”、国家“85”科技攻关项目“大型管板锻件制造质量和工艺优化研究”、国家“95”科技攻关项目“薄板坯连铸连轧技术研究开发应用”以及与企业合作项目“火车车轮轧制工艺研究”、“转炉流程特殊钢生产技术”、“新型高分子复合压敏材料开发”等80余项课题的研究开发工作。

采访前我们就了解到韩教授知识面非常广,数理化天地生均有涉猎。当被问及在寻找科研课题和拓展知识面方面有什么秘诀时,韩教授说:“我的秘诀就是任何知识都虚心学习,认真思考。譬如,参加各种学术会议时,无论报告人当时所谈论的事情是否与我当前的工作密切相关,我都要认真去学习,在听之前列出来几个问题,在听的过程中找到它的答案;在报告的过程中,再找到2~3个对自己有启发的点,边听边记边思考。甚至别人讲考古,我都会想想这对我会有什么启发。慢慢地养成习惯了,收获就很大。” 因为工作原因,韩静涛教授经常参与中国科学技术协会、中国金属学会、中国汽车工程学会、各种大型国际会议等高端学术会议,国际管材协会、国际冷弯型钢协会、中国钢铁工业协会、中国锻压协会等工业界高端管理层面的活动,不可避免的要涉猎更广泛的学科领域。

谈到这里时,本刊记者脑海中浮现起传奇诺贝尔经济学奖获得者赫伯特·西蒙自传中的一段话,“我诚然是一个科学家,但是是许多学科的科学家。我曾经在科学的迷宫里扮演了许多不同的角色,角色之间有时难免互相借用。但我对我所扮演的每一种角色,都是尽了力的,从而是有信誉的,这也就够了。”一个科学家之所以成功,天赋之外,更多的是在任何的时候都扮演好自己的角色,平时的点滴积累逐渐汇聚成山河,才有了后来的漫川之势。

智者胸怀,文人风骨

在《中国科学》发表文章首次提出裂纹自修复概念时,韩教授的研究成果受到一些权威专家的质疑,因为否定了一些权威性的结论。面对这些压力,韩教授不为所动,继续埋头研究,才得以把该项研究成果推广开来。

“您当时是如何顶住压力的?”本刊记者问到。“我不是别人说啥我就听啥,无论面对多么有成就和地位的科学家,我也是站在自己的角度上、在彼此尊重的前提下来讨论问题的,点头哈腰的那一套我骨子里就不会。”韩教授直言到。“科研工作者发现一个新东西的时候,首先要自己冷静,要做好面对别人质疑的准备,要顶住压力,继续踏踏实实做研究,当大家开始渐渐认识的时候,一切又会归于平静,事务按其固有的规律发展。”韩教授接着说到。

科研工作中,韩教授勇于创新、敢于承接棘手的难题,在技术资料欠缺、设备落后的情况下,韩教授与太重合作完成了“火车车轮轧制工艺研究”项目,成功开发出了火车车轮实心腹板轧制工艺。中国由此真正掌握火车车轮轧制技术,使火车的最高速突破120km/h的限制,这才有中国火车的6次大提速。“那时候压力很大,但咬牙坚持了下来。”韩教授坦言。

谈及锻压行业发展与未来,韩教授语重心长地说:“锻压行业现在有一个普遍的问题,就是低端、产业链短的产品发展都不好,主要还是由于缺少技术含量,假如我们企业都采用同一种进口设备,那么做出来的产品应该都是一样的,又谈何竞争力?行业里的科研人员还是要务实、少一些浮躁,研究些原创的东西,不要简单的模仿,更不要企图把一个实验室阶段都没完成的东西变成生产力,要踏踏实实做工作,从实验室到生产再到实物,然后再说事儿。国家也要加强科研人员的知识产权保护和科研投资。制造业是国计民生的基础,只有制造业发达了,才能实现国富民强。”

结束语

教学和科研对于已近花甲之年的韩教授来说,工作已经渐渐地变成了乐趣。在承接科研项目时,韩教授考虑更多的是是否感兴趣,不在意名利等身外之物。

采访的最后,回顾这一路的风雨历程,韩教授感叹道:“年轻的时候是人的一生中最重要的阶段,奠定了一生的基础。有人说我们这一代人被耽误了,我坚决不同意,能耽误一个人的只有他自己,我们很难去定义自己的一段经历好还是不好,任何一段经历、一个工作都有值得学习的地方。人在进行人生方向选择的时候,有可能身不由己。但重要的事情在于:无论在任何一段时间,任何一个岗位,自己都尽力了。只要踏踏实实做自己的事儿,做的工作对人类有贡献,自己也心满意足,这就够了!”

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