香港大(da)學5月12日宣(xuan)布(bu),該校機械工程系“超(chao)級(ji)鋼”研(yan)發(fa)團(tuan)隊(dui)與(yu)美(mei)國伯克利(li)大(da)學合(he)作,近期在“超(chao)級(ji)鋼”抗(kang)破裂折斷能(neng)力,即韌性的研(yan)究上取得重大(da)進展,效能(neng)高于目(mu)前的航空(kong)及航天(tian)用(yong)鋼材。據團(tuan)隊(dui)介紹,“超(chao)級(ji)鋼”正申請多國專利(li),團(tuan)隊(dui)也計(ji)劃(hua)與(yu)業界(jie)合(he)作,首先在高強橋梁纜索、防彈衣和(he)汽車彈簧等方面制作原型(xing),進行測試(shi),有望把研(yan)發(fa)成果工業化和(he)商品化。


根據傳統(tong)的(de)(de)(de)科學觀(guan)點(dian),金(jin)屬的(de)(de)(de)屈(qu)服強度(du)、延展性(xing)和韌性(xing)三種屬性(xing)有(you)著此消彼長(chang)的(de)(de)(de)關(guan)系,即提升其中(zhong)一種屬性(xing)的(de)(de)(de)功能時(shi),其余(yu)的(de)(de)(de)一或兩種會相應(ying)降低(di),三者(zhe)無法俱得。在(zai)工(gong)業應(ying)用上,高端的(de)(de)(de)鋼(gang)材必須具備良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)抗斷(duan)裂韌性(xing),耐用之余(yu)也(ye)能避免(mian)構件提前失(shi)效導(dao)致意(yi)外。然(ran)而,提升鋼(gang)材強度(du)會降低(di)其韌性(xing),導(dao)致材料脆性(xing)增加,有(you)關(guan)的(de)(de)(de)研究(jiu)工(gong)作(zuo)十分(fen)艱(jian)巨。


香港大學機械(xie)工(gong)程系教授黃明欣領導(dao)的(de)(de)團隊(dui),與美國伯克利大學、美國勞倫斯伯克利國家(jia)實驗(yan)室團隊(dui)合(he)作,通過增加材(cai)(cai)料(liao)屈服強(qiang)度(du),以啟(qi)動新的(de)(de)增韌機制,大幅提高(gao)(gao)鋼材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)韌性(xing),成功(gong)令“超(chao)級鋼”在高(gao)(gao)端鋼材(cai)(cai)要求的(de)(de)高(gao)(gao)強(qiang)度(du)、延展(zhan)性(xing)和(he)韌性(xing)3個重要指(zhi)標上均達(da)高(gao)(gao)水平,其效(xiao)能比目(mu)前航空(kong)航天(tian)用(yong)的(de)(de)馬氏體時效(xiao)鋼更高(gao)(gao),而成本(ben)卻(que)只有其五分之一。


 據(ju)介紹,這種(zhong)“超(chao)級(ji)鋼(gang)(gang)”(Deformed & Partitioned 鋼(gang)(gang))采用了“晶界分層(ceng)開裂(lie)增韌”機制,具有(you)(you)非(fei)常獨特的(de)(de)斷(duan)裂(lie)方式,在主(zhu)裂(lie)紋(wen)(wen)下方,形成很多微小(xiao)裂(lie)紋(wen)(wen),微小(xiao)裂(lie)紋(wen)(wen)能(neng)(neng)有(you)(you)效吸(xi)收由(you)外力引致的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang),從而大幅提高(gao)鋼(gang)(gang)材的(de)(de)斷(duan)裂(lie)韌性。 要生產這種(zhong)“超(chao)級(ji)鋼(gang)(gang)”,鋼(gang)(gang)廠需要改造現(xian)有(you)(you)的(de)(de)冷軋或熱軋設備,加入(ru)溫軋工序(xu)。