郝士明

(東北大學 材料學院，沈陽 110819)

許冶同教授是東北工學院(今東北大學)1950年代初金屬材料學科初創(chuàng)時期的三教授之一。最近，東北大學材料學科一位青年教師獲一偶然機會，了解到孔夫子舊書網(wǎng)上有許冶同教授著作的信息，通過近一個月的輾轉努力，終于將該網(wǎng)上僅存的這部珍貴巨著——《鋼鐵材料學》上下冊淘入手中。經(jīng)核查，我校圖書館并沒收藏這部著作，材料學院的老教師們也并不知此書，這令人十分驚訝.這部著作是研究我國和東北大學材料學科歷史的極其珍貴的文獻.深感有必要與大家一起回顧、探討一下許冶同教授以及這部著作的歷史意義.

1 許冶同教授是我國最早的材料學家

許冶同先生，江蘇省南通人，1890年生.民國初年留學日本東京大學，歸國后先在北京大學講授數(shù)學，不久后轉投國軍參與兵器工程事業(yè)，解放前曾官至國軍兵工委員會委員，少將軍銜.解放后，受東北工學院南下招聘團聘請，許冶同先生于1950年進入東北工學院冶金系擔任教授，并兼任金相教研室主任.其后加入九三學社.1950～1953年許冶同教授曾為物理冶金和鋼鐵壓力加工專業(yè)的學生講授了“鋼鐵熱處理”和“鋼鐵合金學”等課程，為東北工學院培養(yǎng)出我國第一屆“物理冶金”專業(yè)學生做出了重要貢獻.在此期間，許冶同教授參照教育部的方案，將這兩門課的教學講義合并整理成《鋼鐵材料學》一書，1952年完稿，1953年由上海商務印書館出版.現(xiàn)在網(wǎng)上仍能查到1954年東北工學院內部印刷的許冶同編著《鋼鐵熱處理》講義下冊等信息.1954年許冶同教授與同教研室的李潤隆副教授一起，針對鞍山市靈山農(nóng)業(yè)機械廠的材料問題，開展了“加制可鍛鑄鐵的研究”，取得了重要結果：通過添加鎂，明顯改善了熔制“黑芯可鍛鑄鐵”組織，提高了成品率；大大縮短了可鍛化退火處理時間，提高了生產(chǎn)效率.研究論文發(fā)表于東北工學院學報1955年第(1)期2～11頁.

這期間，許冶同教授還結合工作需要努力學習俄語，翻譯出版了蘇聯(lián)學者И.Н.包格切夫著《鑄鐵金相學》一書，1955年由重工業(yè)出版社出版.后來，在1957年的反右派運動中，許冶同教授被劃為右派.本文作者1957年9月成為62屆金相專業(yè)入學新生，曾聽到過許冶同先生歡迎新生的講話.雖然因受方言限制，基本沒能聽懂內容；但鏗鏘有力的語調，給人留下了深刻印象.此后，許冶同教授便結束了在東北工學院的單身赴任生活，悄然消失.既沒有聽到他受批判、改造的消息，也沒有了解到他獲摘帽、改正等處理的傳聞.推測他返歸了故里江蘇南通.后據(jù)傳，1976年以后仍有人見到許冶同先生在南通的一所工學院上班工作.

我國的金屬材料學科是解放后才出現(xiàn)的.在有重要貢獻的材料學者中，許冶同教授是最年長的一位.1962年上海科學技術出版社曾策劃過著名的“現(xiàn)代冶金叢書”，首席發(fā)起人是當時最年長的上海交通大學教授，材料學家周志宏.我校周自定教授也是發(fā)起人之一.周志宏教授生于1897年，其他可參照的著名人士的生年是：靳樹梁教授，1899年；魏壽昆教授，1907年；戴禮智高工，1907年；李薰研究員，1913年，柯俊教授，1917年；黃培云教授，1917年.許冶同教授比胡適先生年長一歲，今年冥壽128歲.因此可以說：許冶同教授是我國解放后最早的材料學家.

2 《鋼鐵材料學》是我國最早的材料學著作

目前為人所知的許冶同教授的諸多貢獻之中，《鋼鐵材料學》的編著是最突出的一項.1953年9月由上海商務印書館出版的該書原稿完成于1952年3月，也就是許先生就任東北工學院教授兩年之際，這說明早在東北工學院任職之前，許冶同先生已經(jīng)在“冶金學”、“金相學”和“鋼鐵熱處理”等方面積累了很深的學術造詣，豐富的實踐經(jīng)驗.為編著《鋼鐵材料學》，作者本人曾參考了十余種書籍，這里所指應是外文書籍，因為當時國內并無這類中文科技書籍.這也可以從該書中的“專業(yè)詞匯中英對照”得到印證.作者到東北后，以60歲高齡學習俄語，很快達到能翻譯俄文專業(yè)書籍的程度也說明，許先生外文基礎雄厚.據(jù)當年聽過許先生講課的58金相學長回憶，課堂中每提及CO2時，先生則讀“西歐吐”，學生感到新奇相傳戲謔，這應是英語習慣使然.

我國大學教師學習俄語、掀起翻譯蘇聯(lián)教材的熱潮，大體與許先生的行動同時，當時東北工學院金相教研室走在全國前面.第一批翻譯蘇聯(lián)教材的出版開始于1954年，如梁志德、劉永銓老師翻譯的馬里采夫著《金屬X射線學》和李潤隆副教授等翻譯的卡申科著《金屬學原理》等；李見老師等翻譯的施坦別爾格著《金屬學》和古里亞耶夫著《鋼的熱處理》分別于1955年和1956年出版；林肇琦老師等翻譯的伏羅維克等著《三元系與四元系》也于1956年出版.

1958年中科院金屬研究所眾多科學家集體翻譯了蘇聯(lián)烏曼斯基等的名著《金屬學物理基礎》，由科學出版社出版(大16開，532頁)，構成這一時代的標志事件：科學家們高度重視引入蘇聯(lián)材料科學的最新成果.1960年著名科學家葛庭燧教授翻譯英國材料科學名著，科垂耳的《晶體中的位錯與范性流變》，又將向國外學習的活動做了進一步擴展[1,2].

中國學者編著大學金屬學及熱處理專業(yè)的教材開始于1960年代，多為各大學教研室集體編寫.其中1961年北京鋼鐵學院金相教研組編寫的本科生主干課教材《金屬學》，是著名代表[3].該書由中國工業(yè)出版社出版(16開374頁)，受到各院校矚目.但該書編者只編寫了金屬學最基礎的部分(純金屬結構；金屬結晶；合金相結構；二元合金相圖；擴散；形變再結晶以及組織性能等)各章，而三元系一章則直接采用東北工學院的施坦別爾格著《金屬學》中譯本；有色金屬等采用博奇瓦爾著《金屬學》中譯本；Fe-C相圖部分采用北京工業(yè)學院金相教研組編《金屬學簡明教程》.因此，這版《金屬學》[3]便成為中國工科教材脫胎于翻譯蘇聯(lián)教材的珍貴歷史性記錄.

1960年冶金工業(yè)出版社的東北工學院金屬學與熱處理教研室“合金鋼教材編寫小組”編《合金鋼》(32開精裝380頁)[4]，以及1961年中國工業(yè)出版社的上海交通大學林棟梁等編著《鋼鐵熱處理原理》(32開247頁)[5]，是我國自編金屬材料類大學教材的另一嘗試.東工編《合金鋼》包含著翻譯蘇聯(lián)教材的明顯影響，主要參照譯本(或原著)為《合金結構鋼》、《工具鋼》[6-7]等.從1962年上?？茖W技術出版社的“現(xiàn)代冶金叢書”開始，個人署名學術著作興起.出現(xiàn)了很多優(yōu)秀作品.如許順生先生著《金屬X射線學》(1962，大32開587頁)[8]，徐祖耀先生著《金屬學原理》(1964，大32開492頁)[9]等.

由上述分析可知，早在1952年3月完稿的許冶同教授編著的《鋼鐵材料學》，是在完全沒有蘇聯(lián)翻譯教材影響的情況下，由我國自主編著的第一部材料學著作.也很可能是我國自編的第一部工科大學教材，至少是其中之一.

3 《鋼鐵材料學》所涉及的內容是當時最完備的

《鋼鐵材料學》(32開812頁)上下冊共五編，50章，65.1萬字.下列的帶數(shù)字短語為該書的“章”.

第一編 碳鋼：1 鐵與鋼的分類；2鋼錠；3純鐵；4鐵碳合金平衡圖；5鋼的組成及組織；6鐵與鋼之熱的臨界點；7碳鋼的性質；8碳鋼中不純物的影響；9機械加工對碳鋼性質的影響；10碳鋼的用途 .

第二編 熱處理 ：11概論；12鋼的退火；13鋼的淬火；14鋼的回火；15鋼硬化理論；16時效硬化；17鋼的同溫變態(tài)及S曲線；18硬化力及其試驗法；19鋼的結晶粒度及其成長；20熱處理操作及其設備.

第三編 表面處理：21表皮硬化；22滲碳法；23氮化法；24氰化法——滲碳氮化法；25火焰硬化及感應電流硬化法；26氧化與脫碳.

第四編 鑄鐵：27鑄鐵的組織；28鑄鐵的性質；29高級鑄鐵；30合金鑄鐵；31；冷硬鑄鐵；32韌性鑄鐵.

第五編 合金鋼：33總論；34鎳鋼；35鉻鋼；36鎳鉻鋼；37錳鋼；38矽鋼；39鎢鋼；40鉬鋼；41釩鋼；42鈷鋼；43構造用鋼；44彈簧用鋼；45高速鋼；46硬質合金；47不銹鋼；48耐熱鋼；49滾珠軸承鋼；50磁石鋼.

如上所列，該書的五編內容已經(jīng)完整地覆蓋了“鋼鐵熱處理”和 “鋼鐵合金學”兩門課的全部內容，十分全面.而且還體現(xiàn)出如下幾方面特點：

(1) 不僅完整展示了六十五年前鋼鐵材料的全貌，特別是對鑄鐵各類組織的形成規(guī)律，做了極其詳盡的解說，比起近年出版的鋼鐵材料書籍還要翔實，體現(xiàn)了時代特征.對于當時剛研發(fā)成功的“球墨鑄鐵”，也及時做了介紹.

(2) 全書的參照背景是歐美的材料技術，但是作者考慮到我國當時全面學習蘇聯(lián)的需要，在第四、第五兩編中對蘇聯(lián)材料做了突出的解說.當時我國的鋼鐵材料剛剛起步，但作者在第五編中專門列表(表230)，對撫順鋼廠生產(chǎn)的高速鋼及熱處理工藝做了介紹，體現(xiàn)出作者盡可能結合我國實際的愿望.

(3) 作者通過大量的圖解、表格，在實際數(shù)據(jù)基礎上闡述了鋼鐵熱處理的原理與技術，描繪了鑄鐵、碳鋼與合金鋼的發(fā)展.不僅使讀者可以掌握鋼鐵材料學的基礎，而且可獲得定量認知.全書插入394幅圖解(上冊213；下冊181)，254個表格(上冊121；下冊133)，內容豐富多彩.對1960年代專業(yè)書籍產(chǎn)生了重要影響：一些示意圖被直接采用，或形成沿用格式.

圖1 (原書圖63)鐵碳合金不同冷速下相變溫度的遷移，此圖被《鋼鐵熱處理原理》，《金屬材料學》等書采用[5,10]

圖2 (原書圖99)極低碳鋼時效硬化后硬度變化與保持時間的關系，此圖的形式后來被多部著作所沿用[11]

4 《鋼鐵材料學》中的諸多“材料科學”概念是當時最先進的

這主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

(1) 該書重視已形成的材料科學概念在鋼鐵材料中的應用.例如，書中大量地利用二元及多元相圖，來解釋和闡述熱處理工藝和材料組織的形成原理，反映了相圖在材料學中的重要歷史地位.《鋼鐵材料學》全書引用二元、三元及多元相圖達71圖(其中，上冊19圖，下冊52圖).構成了鮮明的特色.

圖3 (原圖364)高速鋼的多元系縱截面相圖。此圖為1992年版《鋼鐵材料學》[11]所繼續(xù)引用

圖4 (原圖378)18-8型不銹鋼的多元系縱截面相圖。此圖為1971年版《合金鋼手冊》[12]等多種書籍繼續(xù)沿用

(2) 《鋼鐵材料學》對當時剛認識不久的鋼鐵“貝茵體”組織進行了及時、詳盡的解說.我國著名的“貝茵體先生”柯俊教授，1954年才用中文發(fā)表其關于貝茵體的研究結果：“貝氏體在中溫范圍的轉變機構”.貝茵體(bainite)的譯名當時尚未統(tǒng)一，《鋼鐵材料學》中譯作“培奈體”，包括“上培奈體”和“下培奈體”.書中精準地展示了 “下貝茵體” 組織形態(tài)的手繪示意圖；還手繪出了有特殊形態(tài)的“魏氏組織”，這些都是十分難能可貴的.該書中“魏氏組織”譯作“費氏組織”.

圖5 (原圖106)對下貝茵體(下培奈體)針狀組織的手繪示意圖

圖6 (原圖28)對鋼中出現(xiàn)的魏氏組織(費氏組織)給出的手繪示意圖

(3) 《鋼鐵材料學》在我國最先準確給出了“淬透性”的中文科學表達，并用等溫轉變曲線(TTT曲線)的形式描述了奧氏體等溫轉變的動力學.第一次介紹了“淬透性的測試方法”.書中關于“淬透性”的中文翻譯，使用了“硬化力”(即“硬化能力”)的合理方案.許冶同先生正確地給出了“硬化力為臨界冷卻速度的逆函數(shù)”的簡明的定義.

圖7 (原圖123)表示SAE1045鋼(相當于GB優(yōu)質碳素鋼45)淬透性的淬火硬度分布曲線規(guī)律

圖8 (原圖129)SAE3140(30CrMnSiNi)和9642鋼的等溫轉變TTT曲線和Jominy淬透性試驗曲線的對照

5 《鋼鐵材料學》一書展現(xiàn)了上海商務印書館領先全國的出版質量

1950年代初，工科書籍剛剛興起.但是，上海商務印書館對該書的出版印刷，都下了很大功夫，展示了高超的質量.使該書選材精當，細節(jié)論述嚴謹?shù)奶攸c得到了充分的技術保證.該書有不少插圖直到1992年章守華主編的《鋼鐵材料學》(冶金工業(yè)出版社出版)等書中，仍然引用[11,12]，見圖9.為了解釋鋼鐵材料在高溫下發(fā)生的氧化與脫碳的行為，作者利用相律法則探討了Fe-C-O系統(tǒng)內的相平衡關系和平衡時的自由度的變化，具有極高的學術水準，詳見圖10.該圖表述的相平衡關系，后來成為研究滲碳和脫碳問題的理論基礎.為我國各種科技書籍所采用.

上海商務印書館對《鋼鐵材料學》書中的金相組織照片做了極好的技術處理，其他大量的各種示意圖、手繪組織圖和設備圖等都達到了極高水準.為1960年代的工科圖書質量提供了示范.分別見圖11及圖12.書中對出現(xiàn)的459條專業(yè)詞匯，逐條進行了英文對照處理.對個別重要外文符號的其他語言來源，也做了細致說明.例如，對加熱和冷卻時的奧氏體轉變溫度Ac3和Ar3，作者注明源自于法文.使該書成為一部“專業(yè)詞條中英對照”最早、最多、最全的著作.開創(chuàng)了科技書籍的此項先河.

圖9 (原圖299)合金元素對共析點溫度與碳含量的影響

圖10 (原圖197上,166下)Fe-C-O系統(tǒng)的相平衡關系

圖11 (原書攝影圖40)W18-Cr4-V1高速鋼的淬火組織，300X

圖12 (原書圖155)使用硅碳棒發(fā)熱體的高溫電爐的示意圖

6 結 語

本文的論證表明：許冶同教授是我國解放后最早的材料學家.許冶同教授編著的《鋼鐵材料學》上下冊是我國第一部、標志當時材料學水平的著作.應該確認它是我國材料學科史上的一個重要里程碑.