香港大學(xue)5月12日宣布,該(gai)校機械工(gong)程系“超(chao)(chao)級(ji)鋼(gang)”研發(fa)團(tuan)隊與(yu)(yu)美(mei)國(guo)伯(bo)克利大學(xue)合作(zuo)(zuo),近期在(zai)“超(chao)(chao)級(ji)鋼(gang)”抗破裂折斷(duan)能力,即韌(ren)性的(de)(de)研究(jiu)上取(qu)得重大進展,效能高于目前的(de)(de)航空(kong)及航天用鋼(gang)材。據(ju)團(tuan)隊介紹,“超(chao)(chao)級(ji)鋼(gang)”正(zheng)申請多國(guo)專利,團(tuan)隊也計(ji)劃與(yu)(yu)業界合作(zuo)(zuo),首先在(zai)高強(qiang)橋梁(liang)纜(lan)索、防彈(dan)衣和汽車彈(dan)簧等方面制(zhi)作(zuo)(zuo)原(yuan)型,進行測試,有望把研發(fa)成果(guo)工(gong)業化和商品化。
根據傳統的(de)(de)科學觀(guan)點(dian),金屬(shu)的(de)(de)屈服強度、延展性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)三(san)種屬(shu)性(xing)(xing)有著(zhu)此消彼長(chang)的(de)(de)關系,即提升(sheng)(sheng)其中一種屬(shu)性(xing)(xing)的(de)(de)功能時,其余的(de)(de)一或兩種會相應降低(di)(di),三(san)者無法俱得。在工業(ye)應用(yong)上,高(gao)端(duan)的(de)(de)鋼(gang)材(cai)必(bi)須具備良好(hao)的(de)(de)抗斷裂韌性(xing)(xing),耐用(yong)之余也能避免構件提前(qian)失(shi)效導致意外。然而(er),提升(sheng)(sheng)鋼(gang)材(cai)強度會降低(di)(di)其韌性(xing)(xing),導致材(cai)料脆(cui)性(xing)(xing)增加,有關的(de)(de)研究工作十分(fen)艱巨(ju)。
香(xiang)港大(da)學(xue)機械工程(cheng)系教授黃明欣領(ling)導(dao)的(de)團隊,與美國伯克(ke)利大(da)學(xue)、美國勞倫斯伯克(ke)利國家實驗室(shi)團隊合作,通過(guo)增加材料屈(qu)服強度(du),以啟動新的(de)增韌(ren)機制,大(da)幅(fu)提高(gao)(gao)鋼材料的(de)韌(ren)性(xing),成功(gong)令“超級鋼”在高(gao)(gao)端鋼材要求的(de)高(gao)(gao)強度(du)、延展(zhan)性(xing)和韌(ren)性(xing)3個重要指標上均達(da)高(gao)(gao)水平,其(qi)效(xiao)能比目前航空航天用的(de)馬氏體時(shi)效(xiao)鋼更(geng)高(gao)(gao),而(er)成本(ben)卻只有其(qi)五分之一。
據介紹(shao),這(zhe)種(zhong)(zhong)“超級(ji)鋼(gang)”(Deformed & Partitioned 鋼(gang))采用了“晶(jing)界分層開裂(lie)增韌”機制,具有(you)非常(chang)獨特的(de)(de)斷(duan)裂(lie)方式,在主裂(lie)紋(wen)下方,形成很(hen)多微小裂(lie)紋(wen),微小裂(lie)紋(wen)能(neng)有(you)效(xiao)吸(xi)收由外力(li)引致的(de)(de)能(neng)量,從而大(da)幅提高鋼(gang)材的(de)(de)斷(duan)裂(lie)韌性(xing)。 要(yao)生產(chan)這(zhe)種(zhong)(zhong)“超級(ji)鋼(gang)”,鋼(gang)廠需要(yao)改造現有(you)的(de)(de)冷(leng)軋或熱軋設備,加入溫(wen)軋工(gong)序(xu)。

