香(xiang)港大(da)(da)學(xue)(xue)5月12日(ri)宣布,該校機械(xie)工(gong)(gong)程系“超(chao)(chao)級(ji)(ji)鋼”研發團隊(dui)與美國(guo)伯克(ke)利大(da)(da)學(xue)(xue)合作,近期在(zai)“超(chao)(chao)級(ji)(ji)鋼”抗破裂折斷能(neng)力,即韌(ren)性的研究上取(qu)得重(zhong)大(da)(da)進展,效能(neng)高(gao)于(yu)目前的航空及(ji)航天(tian)用鋼材(cai)。據(ju)團隊(dui)介紹,“超(chao)(chao)級(ji)(ji)鋼”正申請多國(guo)專利,團隊(dui)也計劃與業界合作,首先在(zai)高(gao)強(qiang)橋(qiao)梁纜索、防(fang)彈衣和(he)汽車彈簧等方面制作原型(xing),進行測試,有望把研發成果工(gong)(gong)業化和(he)商品化。
根據傳統的(de)科學(xue)觀(guan)點,金(jin)屬的(de)屈(qu)服強(qiang)(qiang)度(du)、延展性(xing)和韌性(xing)三種屬性(xing)有(you)著此消彼長的(de)關系,即(ji)提升其中一(yi)種屬性(xing)的(de)功能時,其余的(de)一(yi)或兩種會(hui)相應(ying)(ying)降低(di),三者無法俱得。在工業應(ying)(ying)用(yong)上,高端的(de)鋼(gang)材必須具備良好的(de)抗斷裂(lie)韌性(xing),耐用(yong)之(zhi)余也能避免(mian)構件提前(qian)失效導致(zhi)意(yi)外。然(ran)而,提升鋼(gang)材強(qiang)(qiang)度(du)會(hui)降低(di)其韌性(xing),導致(zhi)材料脆性(xing)增加,有(you)關的(de)研究工作十分(fen)艱巨。
香港大(da)學(xue)機械(xie)工程系教授黃明欣領(ling)導的(de)(de)團(tuan)隊(dui),與美國伯克利大(da)學(xue)、美國勞(lao)倫斯伯克利國家實驗(yan)室團(tuan)隊(dui)合(he)作,通過增加材(cai)料(liao)屈服強(qiang)度,以啟動新的(de)(de)增韌(ren)(ren)機制,大(da)幅提高鋼材(cai)料(liao)的(de)(de)韌(ren)(ren)性,成(cheng)功(gong)令“超級鋼”在高端鋼材(cai)要(yao)求的(de)(de)高強(qiang)度、延展性和韌(ren)(ren)性3個重要(yao)指標(biao)上均達高水平(ping),其(qi)效(xiao)能比目前航(hang)空航(hang)天用(yong)的(de)(de)馬氏體時效(xiao)鋼更高,而成(cheng)本卻只有其(qi)五分(fen)之(zhi)一。
據(ju)介紹,這(zhe)種“超級鋼(gang)(gang)(gang)”(Deformed & Partitioned 鋼(gang)(gang)(gang))采用(yong)了“晶界分層(ceng)開裂(lie)增韌”機制,具有非常獨特的(de)斷裂(lie)方式(shi),在主裂(lie)紋(wen)下(xia)方,形成很(hen)多微小裂(lie)紋(wen),微小裂(lie)紋(wen)能有效吸收由(you)外(wai)力引致的(de)能量,從(cong)而大幅(fu)提高鋼(gang)(gang)(gang)材的(de)斷裂(lie)韌性。 要生產這(zhe)種“超級鋼(gang)(gang)(gang)”,鋼(gang)(gang)(gang)廠需要改造現有的(de)冷軋(ya)或熱軋(ya)設備,加入溫軋(ya)工序。

