香(xiang)港大學(xue)5月12日宣布(bu),該校機械工(gong)程系“超(chao)級(ji)鋼”研發團(tuan)隊(dui)與(yu)(yu)美國(guo)伯克利大學(xue)合作,近期(qi)在(zai)“超(chao)級(ji)鋼”抗破(po)裂折斷能(neng)力,即韌性的研究上取得重大進展,效能(neng)高于目前的航(hang)空及航(hang)天用(yong)鋼材(cai)。據團(tuan)隊(dui)介紹,“超(chao)級(ji)鋼”正(zheng)申請(qing)多國(guo)專利,團(tuan)隊(dui)也計劃與(yu)(yu)業界合作,首先在(zai)高強(qiang)橋梁纜索(suo)、防(fang)彈(dan)衣和汽車彈(dan)簧等方面制(zhi)作原型(xing),進行測試,有望把研發成果工(gong)業化和商品化。


根據(ju)傳統的(de)科學觀點(dian),金(jin)屬的(de)屈服強度、延(yan)展性和韌(ren)性三種(zhong)屬性有著(zhu)此消彼長的(de)關系(xi),即提(ti)升(sheng)其中(zhong)一種(zhong)屬性的(de)功(gong)能時,其余(yu)(yu)的(de)一或兩種(zhong)會相應降低,三者無(wu)法俱得。在工業(ye)應用上,高端的(de)鋼材必須(xu)具備良(liang)好的(de)抗斷裂韌(ren)性,耐用之余(yu)(yu)也能避免構(gou)件提(ti)前失效導致意外(wai)。然而,提(ti)升(sheng)鋼材強度會降低其韌(ren)性,導致材料(liao)脆性增加,有關的(de)研究工作(zuo)十分(fen)艱(jian)巨。


香(xiang)港大學機械工程系教授黃明欣領導的團(tuan)隊(dui),與(yu)美國伯克利大學、美國勞(lao)倫斯伯克利國家實(shi)驗(yan)室團(tuan)隊(dui)合作(zuo),通過增(zeng)加材(cai)料屈服強度(du),以啟動新(xin)的增(zeng)韌(ren)機制,大幅提高(gao)鋼(gang)材(cai)料的韌(ren)性,成功令“超級鋼(gang)”在高(gao)端鋼(gang)材(cai)要求的高(gao)強度(du)、延展性和韌(ren)性3個(ge)重要指(zhi)標上均達高(gao)水(shui)平,其(qi)效能比目(mu)前航空(kong)航天(tian)用(yong)的馬氏(shi)體時效鋼(gang)更高(gao),而成本卻(que)只有(you)其(qi)五分之(zhi)一。


 據(ju)介紹(shao),這種(zhong)“超級鋼”(Deformed & Partitioned 鋼)采用了“晶界分層開裂(lie)(lie)增韌”機制(zhi),具有非常獨特的(de)(de)斷(duan)裂(lie)(lie)方式,在主裂(lie)(lie)紋(wen)下方,形成很多微(wei)小裂(lie)(lie)紋(wen),微(wei)小裂(lie)(lie)紋(wen)能(neng)有效(xiao)吸收由外力引致的(de)(de)能(neng)量,從(cong)而大幅提高鋼材的(de)(de)斷(duan)裂(lie)(lie)韌性。 要生產這種(zhong)“超級鋼”,鋼廠需要改造現有的(de)(de)冷軋(ya)或(huo)熱軋(ya)設(she)備,加(jia)入溫(wen)軋(ya)工序。