香港(gang)大學(xue)5月(yue)12日宣布,該校機械(xie)工(gong)程系(xi)“超(chao)級(ji)鋼(gang)”研發團隊(dui)與美國(guo)伯克利大學(xue)合作(zuo)(zuo),近(jin)期在“超(chao)級(ji)鋼(gang)”抗破(po)裂折(zhe)斷(duan)能力,即韌性的研究上(shang)取得重大進展,效能高(gao)于目前的航(hang)空及(ji)航(hang)天(tian)用鋼(gang)材(cai)。據團隊(dui)介(jie)紹(shao),“超(chao)級(ji)鋼(gang)”正申請多國(guo)專利,團隊(dui)也計劃與業(ye)界合作(zuo)(zuo),首先在高(gao)強橋梁纜索(suo)、防彈衣(yi)和(he)汽車彈簧等方面制作(zuo)(zuo)原型,進行測試,有(you)望把研發成果工(gong)業(ye)化和(he)商(shang)品化。
根據(ju)傳統(tong)的(de)(de)科學觀(guan)點,金屬(shu)的(de)(de)屈服強度(du)、延展性(xing)(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)(xing)三種(zhong)屬(shu)性(xing)(xing)(xing)有著此消彼長的(de)(de)關系,即提升其(qi)中一種(zhong)屬(shu)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)功(gong)能時,其(qi)余(yu)的(de)(de)一或兩種(zhong)會相應降低,三者(zhe)無法俱得。在工業應用上,高端(duan)的(de)(de)鋼(gang)材必須具備良好的(de)(de)抗斷裂韌性(xing)(xing)(xing),耐用之余(yu)也能避免構件提前失效導致意外。然而,提升鋼(gang)材強度(du)會降低其(qi)韌性(xing)(xing)(xing),導致材料脆性(xing)(xing)(xing)增加,有關的(de)(de)研究工作十分艱(jian)巨。
香港大學機械工程系教(jiao)授(shou)黃明(ming)欣(xin)領導的(de)團隊(dui),與美(mei)國伯(bo)克(ke)利(li)大學、美(mei)國勞倫斯伯(bo)克(ke)利(li)國家實驗室(shi)團隊(dui)合(he)作,通過(guo)增(zeng)加材(cai)料屈服強度(du),以啟(qi)動新的(de)增(zeng)韌(ren)(ren)機制,大幅提高鋼(gang)材(cai)料的(de)韌(ren)(ren)性(xing),成功(gong)令“超級鋼(gang)”在高端鋼(gang)材(cai)要求的(de)高強度(du)、延展性(xing)和韌(ren)(ren)性(xing)3個重要指標上(shang)均達高水(shui)平,其效能比目前航空航天用的(de)馬氏(shi)體(ti)時效鋼(gang)更高,而成本卻只有其五分之一。
據介紹,這(zhe)(zhe)種“超級鋼(gang)(gang)”(Deformed & Partitioned 鋼(gang)(gang))采用了“晶界分(fen)層開裂(lie)(lie)(lie)(lie)增韌”機制,具有非(fei)常獨特的斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)方(fang)式,在主裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)下方(fang),形(xing)成(cheng)很多微小裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen),微小裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)能有效吸收由外力引致的能量,從而大幅提高鋼(gang)(gang)材的斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)韌性。 要(yao)生產(chan)這(zhe)(zhe)種“超級鋼(gang)(gang)”,鋼(gang)(gang)廠需要(yao)改造現有的冷軋(ya)或熱軋(ya)設備,加入溫軋(ya)工序。

