香(xiang)港(gang)大學(xue)5月12日(ri)宣布(bu),該校(xiao)機械(xie)工程系“超(chao)級鋼”研發團隊(dui)(dui)與美(mei)國(guo)伯(bo)克利大學(xue)合(he)作(zuo),近期在“超(chao)級鋼”抗破(po)裂(lie)折斷能力(li),即韌性(xing)的(de)研究上取得(de)重大進展,效能高于目前的(de)航空(kong)及航天用鋼材。據團隊(dui)(dui)介紹,“超(chao)級鋼”正申請多國(guo)專利,團隊(dui)(dui)也(ye)計(ji)劃與業界合(he)作(zuo),首先(xian)在高強(qiang)橋梁纜索(suo)、防彈衣和汽車彈簧等(deng)方面制作(zuo)原型,進行測試(shi),有望把(ba)研發成果工業化和商品化。


根(gen)據傳統的(de)(de)科(ke)學觀點(dian),金屬(shu)的(de)(de)屈服強度、延展性(xing)和韌(ren)性(xing)三(san)種屬(shu)性(xing)有(you)著此消彼長的(de)(de)關(guan)系,即提升(sheng)其中一種屬(shu)性(xing)的(de)(de)功(gong)能時,其余的(de)(de)一或兩種會相(xiang)應降(jiang)低,三(san)者(zhe)無法俱得。在工(gong)業應用上,高(gao)端(duan)的(de)(de)鋼材(cai)必須具備良好的(de)(de)抗斷裂韌(ren)性(xing),耐用之余也能避免構件提前失效導致意外。然而(er),提升(sheng)鋼材(cai)強度會降(jiang)低其韌(ren)性(xing),導致材(cai)料脆(cui)性(xing)增加,有(you)關(guan)的(de)(de)研究工(gong)作(zuo)十分艱巨。


香港大(da)學(xue)機(ji)械工程系教授黃明欣領(ling)導的(de)團隊(dui),與美國伯(bo)(bo)克(ke)利大(da)學(xue)、美國勞倫斯(si)伯(bo)(bo)克(ke)利國家實驗(yan)室團隊(dui)合作(zuo),通過增加材(cai)料屈服強度,以啟(qi)動新的(de)增韌機(ji)制,大(da)幅提高(gao)(gao)鋼材(cai)料的(de)韌性,成功(gong)令“超級鋼”在高(gao)(gao)端鋼材(cai)要(yao)(yao)求(qiu)的(de)高(gao)(gao)強度、延(yan)展(zhan)性和韌性3個重(zhong)要(yao)(yao)指標(biao)上均(jun)達高(gao)(gao)水平(ping),其效(xiao)(xiao)能比目前航空(kong)航天用的(de)馬氏體時效(xiao)(xiao)鋼更(geng)高(gao)(gao),而成本卻只有其五分之(zhi)一。


 據介紹(shao),這種“超(chao)級鋼”(Deformed & Partitioned 鋼)采用了“晶界(jie)分層(ceng)開裂增(zeng)韌(ren)”機制(zhi),具有非常獨(du)特(te)的(de)(de)斷裂方式,在主裂紋下方,形成很多微(wei)小裂紋,微(wei)小裂紋能(neng)有效(xiao)吸收由外力引致(zhi)的(de)(de)能(neng)量(liang),從而大(da)幅(fu)提高鋼材的(de)(de)斷裂韌(ren)性。 要生產這種“超(chao)級鋼”,鋼廠需(xu)要改造(zao)現有的(de)(de)冷軋或熱軋設備,加入(ru)溫(wen)軋工序(xu)。