香港大(da)學5月12日宣布(bu),該校機械(xie)工程(cheng)系“超級(ji)鋼”研發團隊與美國伯(bo)克利(li)大(da)學合作(zuo),近期在“超級(ji)鋼”抗破(po)裂折(zhe)斷能力,即(ji)韌(ren)性的(de)研究上(shang)取得重大(da)進展,效能高于目前(qian)的(de)航空及航天用鋼材(cai)。據團隊介紹,“超級(ji)鋼”正申請多國專利(li),團隊也計劃與業(ye)界合作(zuo),首(shou)先在高強橋梁纜索(suo)、防彈衣和汽車彈簧等方面制作(zuo)原型(xing),進行測試,有望把研發成果工業(ye)化(hua)和商品化(hua)。


根據(ju)傳統的(de)(de)(de)科(ke)學(xue)觀點,金屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)屈服強度(du)、延展性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)三(san)種屬(shu)(shu)(shu)性(xing)(xing)有(you)著此(ci)消(xiao)彼(bi)長的(de)(de)(de)關系,即提(ti)升其(qi)中一(yi)種屬(shu)(shu)(shu)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)功能時,其(qi)余(yu)的(de)(de)(de)一(yi)或(huo)兩種會相應降低,三(san)者(zhe)無法俱得。在工業應用上,高(gao)端(duan)的(de)(de)(de)鋼材必須具備良好的(de)(de)(de)抗斷(duan)裂韌性(xing)(xing),耐用之余(yu)也能避免構件提(ti)前失效導(dao)致意外。然(ran)而,提(ti)升鋼材強度(du)會降低其(qi)韌性(xing)(xing),導(dao)致材料脆性(xing)(xing)增加,有(you)關的(de)(de)(de)研究(jiu)工作十(shi)分艱巨(ju)。


香(xiang)港大學(xue)機(ji)械工程系教(jiao)授(shou)黃明欣領導的(de)(de)團隊,與(yu)美(mei)(mei)國伯克利大學(xue)、美(mei)(mei)國勞倫(lun)斯伯克利國家實驗室團隊合作,通過增加材料(liao)屈服強度(du),以啟動(dong)新的(de)(de)增韌(ren)機(ji)制,大幅提高(gao)鋼材料(liao)的(de)(de)韌(ren)性,成功令“超級(ji)鋼”在(zai)高(gao)端鋼材要求的(de)(de)高(gao)強度(du)、延展性和韌(ren)性3個重要指標上均(jun)達高(gao)水平,其效能比目(mu)前航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天用的(de)(de)馬氏(shi)體時效鋼更高(gao),而成本卻只(zhi)有其五(wu)分之一。


 據介(jie)紹,這種“超級鋼(gang)”(Deformed & Partitioned 鋼(gang))采用了“晶界分層開裂增韌(ren)”機制,具有非常獨特的(de)(de)斷裂方(fang)式,在主裂紋下方(fang),形成(cheng)很多(duo)微小裂紋,微小裂紋能有效吸(xi)收(shou)由外力引(yin)致(zhi)的(de)(de)能量,從而大幅(fu)提高鋼(gang)材的(de)(de)斷裂韌(ren)性。 要(yao)生產這種“超級鋼(gang)”,鋼(gang)廠需(xu)要(yao)改(gai)造現有的(de)(de)冷軋(ya)或熱(re)軋(ya)設(she)備,加入溫軋(ya)工(gong)序。