香港大(da)學5月12日(ri)宣布,該校機械(xie)工(gong)程系“超級(ji)(ji)鋼”研(yan)(yan)發團(tuan)隊(dui)與美國伯(bo)克利大(da)學合作(zuo),近期在(zai)“超級(ji)(ji)鋼”抗破裂(lie)折(zhe)斷能(neng)力(li),即韌性的研(yan)(yan)究上取得重(zhong)大(da)進展,效能(neng)高于目前的航空及航天用(yong)鋼材。據團(tuan)隊(dui)介紹(shao),“超級(ji)(ji)鋼”正申(shen)請(qing)多國專(zhuan)利,團(tuan)隊(dui)也計劃與業(ye)(ye)界合作(zuo),首先(xian)在(zai)高強橋梁纜索(suo)、防彈衣(yi)和(he)汽車彈簧等(deng)方面制作(zuo)原型(xing),進行測試,有望把研(yan)(yan)發成果(guo)工(gong)業(ye)(ye)化和(he)商品化。
根據傳統的(de)科(ke)學觀點,金(jin)屬的(de)屈服強度(du)、延展性(xing)和韌性(xing)三種屬性(xing)有著(zhu)此消彼(bi)長的(de)關(guan)系,即提升(sheng)其(qi)中一(yi)種屬性(xing)的(de)功(gong)能時,其(qi)余(yu)的(de)一(yi)或兩種會相(xiang)應(ying)降(jiang)低,三者無(wu)法俱得(de)。在工業應(ying)用上,高端的(de)鋼材(cai)必須具(ju)備良好的(de)抗斷裂韌性(xing),耐用之余(yu)也(ye)能避免(mian)構(gou)件提前失(shi)效導(dao)致意(yi)外。然而(er),提升(sheng)鋼材(cai)強度(du)會降(jiang)低其(qi)韌性(xing),導(dao)致材(cai)料脆性(xing)增加,有關(guan)的(de)研究工作十分艱巨。
香港(gang)大(da)學機械(xie)工程(cheng)系教授黃明欣領導的(de)(de)(de)團隊,與(yu)美(mei)國(guo)伯克利(li)大(da)學、美(mei)國(guo)勞倫(lun)斯伯克利(li)國(guo)家實驗室團隊合作,通(tong)過增(zeng)加材料(liao)屈服強度,以啟(qi)動新的(de)(de)(de)增(zeng)韌機制,大(da)幅提(ti)高鋼材料(liao)的(de)(de)(de)韌性(xing),成(cheng)功令(ling)“超級(ji)鋼”在(zai)高端(duan)鋼材要(yao)求的(de)(de)(de)高強度、延展(zhan)性(xing)和韌性(xing)3個重(zhong)要(yao)指(zhi)標上均(jun)達高水平,其效能比目前航空航天用的(de)(de)(de)馬氏體時效鋼更高,而成(cheng)本卻只有其五分(fen)之一。
據介紹,這種“超級鋼”(Deformed & Partitioned 鋼)采用了“晶界分(fen)層開(kai)裂(lie)增韌”機(ji)制,具(ju)有(you)非常獨(du)特(te)的斷裂(lie)方式,在主(zhu)裂(lie)紋(wen)(wen)下方,形成(cheng)很多(duo)微(wei)小裂(lie)紋(wen)(wen),微(wei)小裂(lie)紋(wen)(wen)能有(you)效(xiao)吸收由(you)外力引致的能量,從而大幅提高鋼材的斷裂(lie)韌性。 要(yao)(yao)生產(chan)這種“超級鋼”,鋼廠(chang)需要(yao)(yao)改(gai)造現有(you)的冷軋或(huo)熱軋設備,加入溫軋工序(xu)。