香港(gang)大學5月(yue)12日宣布(bu),該校機械工程系“超級(ji)鋼(gang)(gang)(gang)”研(yan)發團(tuan)隊(dui)與美國(guo)伯克利(li)大學合作(zuo),近期在(zai)“超級(ji)鋼(gang)(gang)(gang)”抗破裂折斷能力,即韌性的研(yan)究上取(qu)得重大進展,效(xiao)能高(gao)于目前的航空及航天用鋼(gang)(gang)(gang)材。據團(tuan)隊(dui)介紹,“超級(ji)鋼(gang)(gang)(gang)”正申請(qing)多國(guo)專利(li),團(tuan)隊(dui)也計(ji)劃與業界合作(zuo),首先在(zai)高(gao)強橋梁(liang)纜索、防彈(dan)衣和(he)汽車彈(dan)簧等方面制作(zuo)原型,進行測試,有望把研(yan)發成果工業化和(he)商品(pin)化。
根據(ju)傳(chuan)統的(de)科學觀點,金屬的(de)屈服強度、延展性(xing)和韌性(xing)三(san)種屬性(xing)有(you)著此消彼長的(de)關系,即提(ti)升(sheng)(sheng)其中一種屬性(xing)的(de)功能時,其余(yu)的(de)一或兩種會(hui)相應降(jiang)低,三(san)者無法俱得。在工(gong)業(ye)應用(yong)上(shang),高端(duan)的(de)鋼材(cai)必須具(ju)備良好的(de)抗斷裂韌性(xing),耐用(yong)之余(yu)也(ye)能避(bi)免構件提(ti)前(qian)失效導致意外。然而(er),提(ti)升(sheng)(sheng)鋼材(cai)強度會(hui)降(jiang)低其韌性(xing),導致材(cai)料脆性(xing)增加,有(you)關的(de)研究工(gong)作(zuo)十分艱巨。
香港(gang)大(da)(da)學(xue)機械工程系教(jiao)授黃(huang)明欣領導的團隊(dui),與美(mei)國(guo)伯(bo)克(ke)利(li)大(da)(da)學(xue)、美(mei)國(guo)勞倫斯(si)伯(bo)克(ke)利(li)國(guo)家實驗室團隊(dui)合(he)作,通過增(zeng)加材(cai)料屈服強度(du),以啟動(dong)新(xin)的增(zeng)韌機制,大(da)(da)幅提高(gao)(gao)鋼材(cai)料的韌性(xing),成(cheng)功令(ling)“超級鋼”在高(gao)(gao)端鋼材(cai)要(yao)(yao)求的高(gao)(gao)強度(du)、延展(zhan)性(xing)和韌性(xing)3個重要(yao)(yao)指標上均達高(gao)(gao)水平,其(qi)效能比(bi)目前航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天用(yong)的馬氏體時效鋼更高(gao)(gao),而成(cheng)本卻只有其(qi)五分之一。
據(ju)介(jie)紹,這種“超(chao)級(ji)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)”(Deformed & Partitioned 鋼(gang)(gang)(gang)(gang))采用了“晶(jing)界(jie)分層(ceng)開裂(lie)(lie)增(zeng)韌”機制,具有非常(chang)獨特的(de)斷裂(lie)(lie)方式,在主(zhu)裂(lie)(lie)紋(wen)下方,形成很(hen)多微小(xiao)裂(lie)(lie)紋(wen),微小(xiao)裂(lie)(lie)紋(wen)能有效吸(xi)收由外(wai)力引(yin)致的(de)能量,從而大幅提高鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材的(de)斷裂(lie)(lie)韌性。 要(yao)生產這種“超(chao)級(ji)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)”,鋼(gang)(gang)(gang)(gang)廠需要(yao)改造現(xian)有的(de)冷軋(ya)或熱(re)軋(ya)設備,加入溫(wen)軋(ya)工序。