香港大學(xue)5月12日宣布,該校(xiao)機械工程系“超級(ji)(ji)鋼(gang)”研發團(tuan)隊(dui)與(yu)美國伯克利大學(xue)合作(zuo)(zuo),近期在(zai)“超級(ji)(ji)鋼(gang)”抗破裂折斷能力(li),即(ji)韌性的研究上取得重大進(jin)展(zhan),效能高于目前的航空及航天用鋼(gang)材。據團(tuan)隊(dui)介(jie)紹,“超級(ji)(ji)鋼(gang)”正申(shen)請多國專利,團(tuan)隊(dui)也計劃與(yu)業界(jie)合作(zuo)(zuo),首先在(zai)高強橋梁纜索、防彈(dan)衣和(he)汽車彈(dan)簧等方面(mian)制(zhi)作(zuo)(zuo)原型,進(jin)行測試,有望把(ba)研發成果工業化(hua)和(he)商品化(hua)。
根據(ju)傳統(tong)的科(ke)學觀點,金屬的屈(qu)服強(qiang)度、延展性和韌性三種(zhong)屬性有(you)著此消彼長的關(guan)系,即提升其中(zhong)一種(zhong)屬性的功能時,其余(yu)的一或兩種(zhong)會相應降低,三者(zhe)無法俱得。在工(gong)業應用上,高端(duan)的鋼材(cai)必須具(ju)備良好的抗斷裂韌性,耐(nai)用之余(yu)也能避免(mian)構件提前失效導致意外。然(ran)而,提升鋼材(cai)強(qiang)度會降低其韌性,導致材(cai)料(liao)脆性增加,有(you)關(guan)的研究工(gong)作十分艱(jian)巨。
香港大(da)學(xue)機(ji)械工程系教授黃明欣領導的(de)團(tuan)隊(dui),與(yu)美(mei)國伯克利大(da)學(xue)、美(mei)國勞倫斯伯克利國家實驗(yan)室團(tuan)隊(dui)合作(zuo),通過增加(jia)材(cai)料屈服強度,以啟(qi)動(dong)新(xin)的(de)增韌機(ji)制(zhi),大(da)幅(fu)提高(gao)(gao)(gao)鋼(gang)(gang)材(cai)料的(de)韌性(xing),成功令(ling)“超級鋼(gang)(gang)”在高(gao)(gao)(gao)端(duan)鋼(gang)(gang)材(cai)要求的(de)高(gao)(gao)(gao)強度、延展性(xing)和韌性(xing)3個重要指標上均達高(gao)(gao)(gao)水(shui)平,其效(xiao)能比目前(qian)航空航天用(yong)的(de)馬氏體時效(xiao)鋼(gang)(gang)更高(gao)(gao)(gao),而成本卻只有其五(wu)分之一(yi)。
據介紹,這(zhe)種“超(chao)(chao)級(ji)鋼(gang)(gang)”(Deformed & Partitioned 鋼(gang)(gang))采用了“晶界分層(ceng)開(kai)裂(lie)增韌”機制,具有(you)非常獨特的(de)斷裂(lie)方式,在主裂(lie)紋下方,形成很多微小裂(lie)紋,微小裂(lie)紋能(neng)有(you)效(xiao)吸收(shou)由外(wai)力引致的(de)能(neng)量(liang),從而(er)大幅提(ti)高鋼(gang)(gang)材的(de)斷裂(lie)韌性。 要(yao)生產這(zhe)種“超(chao)(chao)級(ji)鋼(gang)(gang)”,鋼(gang)(gang)廠需要(yao)改造現有(you)的(de)冷軋(ya)或熱軋(ya)設備,加(jia)入溫軋(ya)工序。