陈国良，材料学家，中国工程院院士，北京科技大学高温合金专业创建者。在高温合金、金属间化合物新型结构材料、块体金属玻璃材料，高温部件寿命估算等先进金属材料领域取得重大成果。从教50余载，为我国培养了大批材料学科人才。   

陈国良， 1934年3月2日出生于江苏宜兴市。1951年考入北洋大学（现天津大学），1952年因院系调整进入北京钢铁工业学院（现北京科技大学）学习，1955年毕业留校工作；1979～1981年在美国哥伦比亚大学做访问学者，1989～1990年在田纳西大学和德国马普所做高级访问学者。历任北京钢铁工业学院高温合金教研室副主任和主任、材料科学与工程系主任，新金属材料国家重点实验室主任，现曾任北京科技大学新金属材料国家重点实验室学术委员会主任，校学术委员会副主任。曾多次组织国内和国际会议任主席及做特邀报告。兼任教育部科技委委员，材料研究学会顾问、理事等。现曾任《INTERMETALLICS》杂志（国际金属间化合物）中国主编，曾任美国金属《INTERNATIONAL MATERIALS REVIEW》（国际材料科学评估）编委会委员等职。

1960年，他负责创建了我国高等院校第一个高温合金专业， 自20世纪80年代起，他开始从事新型金属材料及其制备技术研究，开创了金属间化合物结构材料、块体金属玻璃等科研新领域，在推动发展等轴细晶铸造、雾化喷射成形和显微力学探针的应用等方面做了大量创新工作。1983~1993年，在担任北京科技大学材料科学与工程系主任期间，大力发展研究生教育及高技术新金属材料研究领域，在1987年国家教委金属材料专业全国评估中，北科大材料系名列榜首，被评为全国重点学科，后又被评为全国科研先进集体。90年代初，他负责筹建了新金属材料国家重点实验室，担任实验室主任，为重点试验室的发展作出了重要贡献。目前该实验室的在所研究领域的工作水平已与国际同步，有些研究达到了国际领先水平，是我国高水平的新金属材料国家级研究基地。

陈国良从1958年起，他开始研究高温合金，到60年代他就解决了我国歼击机发动机涡轮盘材料的关键技术问题，生产出技术上有特色的高质量轮盘和环件，并成功获得应用。1981年起，他又开始负责试制我国炼油工业烟气能量回收装置烟气轮机的关键高温部件——铁基和镍基两代烟气轮机转子大型涡轮盘、叶片等系列高温部件，并成功使用，使我国烟气轮机的生产和使用达到了国际先进水平。他在研究我国品牌的含镁镍基高温合金及镁晶界偏析作用机制方面做了大量工作。有关TCP相铁基高温合金晶界脆性的论文，在1980年第四届美国国际高温合金会议上被推选为惟一最佳论文奖。他建立了新的疲劳蠕变交互作用图和部件寿命估算新方法，并推广到工业应用。80年代中开始研究金属间化合物结构材料，在国际上开辟了高铌钛铝金属间化合物研究，发现了铌对提高钛铝合金抗氧化性及高铌合金相之间的关系， 国际钛铝金属间化合物会议主席认为此成果是发展高性能钛铝合金的“首例”，是具有“里程碑”意义的开拓性工作。90年代中，他开展块体金属玻璃的研究并在非晶结构方面取得突破性进展，他多次组织了国际合作研究和国际会议，担任会议主席并多次作邀请报告。论近年来，他又在火电、核电材料寿命评估和老化机理，Fe3_Si和冷轧高硅硅钢片等研究方面取得了重要成果。冷轧高硅硅钢片成果已经在宝钢投入应用开发。

自1955年以来陈国良共获得国家科技进步二等奖1项，三等奖1项；国家发明奖四等奖2项；部级科技进步奖一等奖7项，二等奖5项，三等奖7项；获得国家发明专利24项。他负责编写了《有序金属间化合物结构材料物理金属学基础》、《金属间化合物结构材料》、《高温合金学》、《金属材料学》、《块体非晶合金》等10本著作和译著，累计发表学术论文480余篇。2004年被科技部授予国家重点实验室计划20周年先进个人奖，获科技部国家重点实验室建设成就金牛奖。

 

开辟了高温合金研究和应用的新方向

70年代烟机发展初期，人们对热端部件用材的选择和质量控制了解不够，影响了烟机的发展。在研制烟机热部产品的过程中，陈国良将高温合金研究工作中的多项科研成果，融入到发展大型轮盘等产品的研制中，显著地提高了产品的科技含量和质量水平，为烟气轮机的安全运行提供了科学保证。

陈国良在GH132合金研究中发展了铁基合金相分计算方法，通过控制合金成分、改善组织和性能的长期稳定性，防止使用过程中发生脆化。并首次在生产GH132合金烟机大型轮盘上应用成功。该成果于1990年获得国家科技进步二等奖。含镁高温合金是我国合金系列的一大特色。他在镁的作用及其机理方面做了大量研究。并应用于烟机轮盘及叶片合金的研制及生产。产品加入微量镁之后，热加工塑性得到明显改善，为模锻工艺采用较低锻造温度和较大的变形量创造了良好条件，盘件的晶粒细化和组织均匀化均得到改善。力学性能实验结果表明，GH864合金中镁大大提高了合金的持久寿命、塑性和缺口持久寿命 。

与国外烟机热端部件选材相比，陈国良主持研制的轮盘用材，把国外的三个级别的高温合金简化为两个级别，实验证明这一选材是正确而且独具特色的，简化选材的级别有利于稳定产品质量。在陈国良的主持下，根据国外现行的最新技术条件，吸收烟机设计单位、生产厂的多年设计和生产经验，形成了一套完整的国内烟机热端部件选用技术条件，对稳定产品质量发挥了重要作用。

1980年9月由冶金工业部、航空工业部和中国科学院共同组成的10人代表团首次参加在美国召开的第四届国际高温合金会议。会议充分肯定了陈国良代表北京钢铁学院和上钢五厂、上海钢研所合作完成的“铁基合金中晶界σ相和μ相引起的晶界脆性”的报告，许多国外专家认为，中国专家对此做了系统的研究，工作量大，研究时间长，研究结果证明极微量的晶界脆化相（0.1%～0.2%）集中在晶界析出，可以引起严重的脆性，这一问题可以通过铁基合金相计算及控制晶粒大小等措施加以解决，是非常重要和系统的研究成果。会议学术委员会经过深入讨论和投票，选出该论文为本次会议的最佳论文。

第四届国际高温合金会议是我国高温合金界首次出国参加的国际会议，标志着我国高温合金届开始进入国际学术交流领域。这次活动赢得了国际上对我国冶金及高温合金发展的了解和尊重，产生了巨大影响。

首次成功研制出高温高性能高Nb-TiAl合金

TiAl合金是当代航空航天、兵器工业以及民用工业等领域有前景的新型轻质高温结构材料之一，具有重要的工程化应用潜力。以陈国良为首的研究小组在“863”、“973”和国家自然科学基金等的资助下，经过20年艰苦的开拓性研究，在国内外首次成功研制出具有我国知识产权的高温高性能高Nb-TiAl合金(中国专利，ZL 91 1 11952.3)。

本项目突破传统的技术路线，选择具有简单晶体结构、有希望的TiAl合金作为基础，将高熔点元素铌作为一个组元引入，形成Ti-Al-Nb三元系金属间化合物合金，提高合金的熔点和有序化温度，以此提高高温性能；保持了TiAl合金的简单晶体结构，又利用TiAl基合金易于通过形变热处理及热处理改善组织、提高塑性这一特点，解决了合金的脆化问题。同时发现镁能显著提高TiAl合金的抗氧化性能。在对Ti-Al-Nb三元系金属间化合物、相结构、密度-成分、抗氧化性能-成分、力学性能-成分关系等进行系统深入研究的基础上，测定了Ti-Al-Nb三元系的相图和一系列性质-成分图，为开发出具有不同优异性能的、满足不同需要的Ti-Al-Nb三元系金属间化合物合金提供广泛的理论基础。开发出了具有我国知识产权的、高温强度很高的，又有优异抗氧化性能的低密度高温结构Ti-Al-Nb三元系金属间化合物合金。

该项研究工作全面完成了高铌TiAl合金基础研究工作，包括合金成分的优化，热处理、组织及性能关系，高洁净度熔炼和热加工技术，典型合金的物理、化学和力学性能的基本数据，获得了铸锭、锻饼、挤压棒材和板材实验室原型。成功解决大尺寸高Nb-TiAl合金高洁净度关键制备技术，在研究中首次发现在合金中存在三种偏析: 即S、β、a偏析，阐明了高Nb-TiAl铸态合金的偏析形成机理。通过大变形加工和随后的高温热处理，消除偏析，明显改善合金的组织及组织均匀性，从而提高室温拉伸性能，特别是室温塑性获得了突破性提高，达到2%，缺口敏感性大幅度降低,即高温拉伸无缺口敏感性,室温缺口半径大于0.5毫米时无缺口敏感性。成功制备出高质量大变形量大尺寸的饼材、挤压棒材和板材。

近几年在国际金属间化合物研究处于低潮时，以陈国良为首的研究小组坚持和发展了此学术方向，在大量自身原创性工作的基础上，解决了材料向工程化产业化推进过程中的关键问题。目前，在国家科技计划的支持下，继续向国际学术前沿推进：提出新一代高温高性能高铌TiAl金属化合物合金的新颖设计思想；继续在高Nb-TiAl合金领域保持国际领先地位；开创性地发展了高温TiAl工程合金。拓展了高Nb-TiAl合金新的研究方向，包括超高耐锌腐蚀Nb-TiAl金属间化合物和新型高性能金属间化合物多孔材料。目前他们正在致力于推进Nb-TiAl合金的更广泛应用。

自1987年至今，高Nb-TiAl合金已研究了20年，投入研究经费约2000万元，发表文章约300篇，得到十余项高Nb-TiAl合金专利，获得一项部级科技进步一等奖，三项部级科技进步二等奖，从事相关高Nb-TiAl合金研究工作的博士已毕业20多人。陈国良以高温合金及金属间化合物研究的重要贡献被美国金属学会评选为会士(ASM Fellow)，成为目前中国大陆获此殊荣的第一位学者；并被聘为该领域最著名的“INTERMETALLICS”杂志负责中国地区的主编辑。

开拓块体金属玻璃结构的理论和实践

80年代末，诞生了块体金属玻璃，它的出现使玻璃合金由过去单一的功能材料向集优异的物理、化学与力学性能于一体的功能结构材料的方向发展，同时还为材料科学和凝聚态物理开辟了一个非常重要的方向。陈国良敏锐地认识到了块体金属玻璃的重要性，迅速在北京科技大学组织了一个研究小组开展这方面的研究，成为当时国内最早开展块体金属玻璃研究的几个单位之一。由于块体金属玻璃的获得不同于传统的非晶薄带材料，采用快速冷却的方法已经不再适用于块体金属玻璃，必须从合金的成分设计着手。在当时，有关非晶合金的成分设计，已经有了多种理论，但这些理论都有一定局限性。根据这种情况，陈国良领导研究小组从研究金属玻璃原子结构入手，提出了多元短程序畴过冷理论和非晶合金非完整有序结构模型，将预测金属玻璃形成能力的理论准则与玻璃合金中的短程有序结构联系起来，成为一个完整统一的理论体系。这个理论首次在第一届国际非晶会议上提出，即得到了国外学者的好评。在建立金属玻璃非完整有序结构模型之后，他又进一步开展了金属玻璃合金中自由体积的理论计算工作。自由体积的存在对玻璃合金的形成、结构弛豫和变形机制都是极其重要的。陈国良带领他的学生，提出了一个原子尺度自由体积的新的计算方法，并把自由体积与短程序在原子结构尺度上结合起来，进一步阐明了非晶合金原子结构特征。在金属玻璃领域，陈国良还提出了纳米晶生长的原子机制，即在超大过冷条件下，纳米晶的形成不是形核和长大机制，而是一种没有长程扩散的形核机制，先按一维有序到二维有序再到三维有序的方式顺序形成纳米晶。这一观点，已经由他与合作者利用实验和计算模拟的方法得到了理论实验验证。陈国良在重视金属玻璃结构理论方面研究的同时，还特别关注金属玻璃及其复合材料的制备技术的研究和开发，在他的指导下，北京科技大学先后发明了非晶合金定向多孔材料、非晶合金复合材料连续包覆丝技术和非晶合金微加工新技术等。

  块体非晶合金所表现出来的优异性能及其对基础科学问题研究的重要性，使之成为最近20年来国际上研究的热点。现在，世界上有多所著名的大学和国家实验室先后开展这项研究。为了使我国在该项研究保持世界先进水平，陈国良不仅带领自己的研究小组开展工作，还努力推动我国在该领域的研究工作。他组织了我国第一个块体金属玻璃的“九五”、“十五”、“863”大块金属玻璃结构材料研究项目，“973”重大基础研究项目和军工配套项目等。他倡议在中国组织块体金属玻璃国际会议，在中国材料研究学会全国材料研讨会上设块体非晶合金专题，发起成立了中国材料研究学会金属间化合物与非晶合金分会，被推选为分会首任理事长。并成功举办了块体金属玻璃为主题的香山科学会议。通过这些工作，有效地提高我国在该领域的研究水平。

         开展基础研究，开发Fe-6.5%Si冷轧薄带

硅钢是一种重要的软磁材料，是发展电力和电讯工业的基础材料之一。硅钢因为生产困难、功能特殊、附加值高，素有“钢铁工艺品”之称，含硅量为6.5%的高硅钢，更是这些“工艺品”中制造难度极大的一种。2008年，陈国良经过10多年的研究，成功地开发出Fe-6.5%Si高硅钢冷轧工艺，制备出高质量和高性能的冷轧高硅钢薄带，获得了教育部的技术发明一等奖。

90年代中期，为了提高高硅钢的加工性能，陈国良从解决Fe-Si合金中金属间化合物的本证脆性和环境脆性入手。系统研究了Fe3Si基合金的环境脆性，发现合金中的Si元素同环境中的水汽和氧气在极低的暴露量下即可发生表面化学反应，生成[H]固溶原子向合金体内扩散，降低了Fe3Si基合金的力学性能和断裂韧性。根据环境脆性的机理，他提出在合金设计时考虑添加微量合金元素，并通过热处理工艺改善微观组织结构等5个方面的措施，可以逐步降低金属间化合物的环境脆性，逐步提高材料的脆韧转变温度和室温塑性。由此，发现合金元素的添加对Fe-Si合金的塑性有显著的作用，明显改变合金的韧脆转变温度。他进一步研究了Fe-Si合金中有序相的相变规律，不仅发现这些有序相的本征脆性与结构的有序度密切相关，而且发现了形变诱导无序化及有序恢复现象。Fe-Si合金中的基础研究成果直接为后来生产工艺的开发奠定了基础。他在此基础上提出了开发冷轧Fe-6.5%Si高硅钢的总体思路：发明一种新的高硅钢合金成分和一种创新的连续轧制工艺，系统研究了Fe-6.5wt%Si合金的塑性和组织结构在各工艺阶段的变化。成功制备出0.03 毫米厚的 Fe-6.5wt%Si合金冷轧薄板，使该薄板获得了优良的综合力学性能和软磁性能，达到了国际先进水平，其生产工艺及成本则大大优于国外技术。

 

                    以培养高质量精英人才为己任

1960年，在特殊的国际国内形势下，冶金工业部紧急下达指令：北京钢铁学院马上组建高温合金专业，抽调相近专业四年级学生，学习高温合金1年。当时材料系金相教研室最年轻的教师、1955年才毕业留校的陈国良，受命领衔成立高温合金教研室。

没有教材，只好去图书馆查资料、做笔记。陈国良“边学边卖”，写出了一大厚本以材料堆积为主的讲稿。70年代，他又重写了一本薄一些但质量更好的讲义。80年代，留美归来的陈国良站在新的起点和理论高度，在多年的教学实践基础上，主编并正式出版了阐述更加精炼合理的《高温合金学》一书。

80年代，陈国良担任材料系系主任。他提出并实践了培养大学生与研究生并重的发展思路，将材料系的科研方向由比较单一的以钢铁为主转变成包括先进金属材料及制备技术等多个方向，转型的成功，使材料系承担了1987年国家第一批“863”计划中的12个项目。这些改革显著扩大了学校原有的材料专业优势，为北京科技大学在1987年的全国材料专业评比中获材料学科第一名奠定了基础。1990年，科技部、教育部联合授予北科大材料系“全国科研先进集体”称号。

 “根深叶茂长青藤，高飞远眺万重山”是陈国良培养高质量学生的基本要求。前半句说的是要打好基础，拓宽知识面，要有长期提高的能力；后半句讲的是要有精英素质，要有更高的志向，更宽阔和长远的眼界，更强的攀登高峰的使命感。他以郑板桥的“删繁就简三秋树，领异标新二月花”作为研究学问的座右铭。重点培养创新思维。他至今已培养了30多名博士，10名博士后。他指导的博士论文有多篇获得校优秀论文奖。他的博士研究生编纂的论文被评为全国百篇优秀论文，实现了北科大在此奖项中“零”的突破。

陈国良特别重视对研究生、青年教师独立工作能力及科研能力的培养。他总结50多年的教学经验，开办“做研究做学问的经历与体会”系列讲座，将自己多年积累的宝贵经验传授给学生。在指导大学本科毕业设计过程中，针对学生没有科研经历和动手能力差等问题，他耐心细致、不厌其烦地为学生讲解，从所学的专业知识到科学研究思路、过程、实现课题目标的手段等。在中国材料名师讲坛中，他以“遵循科学发展观，不断开辟领域新方向，重要的创新性工作和几点体会与思考”为题，深刻分析了专业领域的发展规律，联系自己的亲身经历，提倡工作创新，到场的学生无不感受到名师的风采。他培养出的高水平的青年学术带头人有多人获得长江学者、跨世纪人才、新世纪优秀人才等称号。

                                                 （李伟）

 

简   历

1934年3月2日   出生于江苏宜兴市。

1955年        北京钢铁学院金相热处理本科专业。

1955-2011年   北京科技大学（原北京钢铁学院）留校任教至今。历任讲师，副教授，教授博导，高温合金教研室主任，材料系主任。新金属材料国家重点实验室主任和学术委员会主任。校学术委员会副主任，学位委员会委员等职。

1979～1981年  留学美国哥伦比亚大学，访问学者。

1989-1990年   美国田纳西大学及德国马普所合作研究，高级访问学者。

1999年         入选中国工程院院士

2005年         入选ASM Fellow

2011年5月25日  于北京逝世

                  主 要 论 著

1    陈国良.  高温合金学. 北京：冶金工业出版社 ，1988.

2    陈国良，林均品.有序金属间化合物结构材料物理金属学基础 北京：冶金工业出版社 1999.

3    惠希东，陈国良块体非晶合金 化学工业出版社, 2006.

4    吴承建，陈国良，强文江.金属材料学， 北京：冶金工业出版社, 2000.

5  Guoliang Chen, Xishan Xie, Kequan Ni, Zhichao Xu, Di Wang, Ming Zhang, Yuying Ju, in “Superalloys 1980” Proceeding of Fourth International Symposium on Superalloys” ed. J. K. Tien, S. T. Wlodek, Hugh Mo↑rrow III, M. Gell, G. E. Maurer, AIME Publication, 323

6  G. L. Chen, L. G. Fritzemeier, X. S. Xie, J. K. Tien, Metallurgical Transactions       A V.13A 1982, 1951

7   Guoliang Chen, Di Wang, Zhichao Xu, Jie Fu, Kequan Ni, Xishan Xie, Xin Jin, Enpu Chen, Tongfeng Yu, in “Superalloys 1984” Proceeding of Fifth International Symposium on Superalloys” ed. M. Gell, C. S. Ko↑rtovich, R. H. Bricknell, W. B. Kent, J. F. Radavich, AIME Publication, 611

8   G. L. Chen, Q. F. He, S. H. Zhang, etc. In “Strength of Metals a↑nd Alloys” 1985,  v.2, Pergramon Press, 1361

9   G. L. Chen, Q. F. He, L. Gao, S. H. Zhang, in “Low Cycle Fatigue” ASTM STP  942, ed. H. D. Soloman, G. R. Harfo↑rd, L. R. Kaisa↑nd, B. N. Leis, ASTM Publication, Philadelphia 1988, 531

10  G. L. Chen, L. Z. Zhuang, J. L. Xu,  in “Proceedings of the third International Conference on Creep a↑nd Fracture of Engineering Materials a↑nd Structures” ed. B. Wilshire, R. W. Evans, The Institute of Metals, London, 1987, 245

11   Chen Guoliang, Zhang Jishan, Yang Wangyue, High Temperature Technology 6(3), 1988, 149

12   H. L. Ge, W. V. Youdelis, G. L. Chen, Mater. Sci. a↑nd Technology 5, 1989, 1207

13  Yunrong Ren, Guoliang Chen, Ben F. Oliver, Scripta Metall 25, 1991, 249

Guoliang Chen, Zuqing Sun, Xing Zhou, Materials Science a↑nd Engineering A153, 1992, 597

14   Weijun Zhang, Guoliang Chen, Zuqing Sun， Scripta Metallurgica 28(5), 1993, 563

15   Guoliang Chen, Weijun Zhang, Ya↑ndong Wang, Jinguo Wang, Zuqing Sun, in “Structural Intermetallics” ed. R. Darolia, J. J. Lewa↑ndowski, C. T. Liu, P. L. Martin, D. B. Miracle, M. V. Nathal, 1993, TMS Publication, 319

16   J. G. Wang, G. L. Chen, Z. Q. Sun, H. Q. Ye, Intermetallics 2(1), 1994, 31

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20   G. L. Chen, W. J. Zhang, Z.C. Liu a↑nd S. J. Li, in Gamma Titanium Aluminides 1999, ed. By Y-W Kim, D.M. Dimiduk, a↑nd M.H.Lo↑retto, TMS 371-380

21    G. L. Chen, C. T. Liu, International Materials Reviews, 46 2001 253

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28   X. Hui, H. Z. Fang, G. L. Chen, S. L. Shang, Y. Wang, Z. K. Liu, Applied Physics Letters, 92 (2008), 201913.