香港大(da)學5月12日(ri)宣(xuan)布,該(gai)校機械工程系“超級鋼”研發(fa)團隊與美國伯(bo)克利大(da)學合(he)作,近期在“超級鋼”抗破裂(lie)折(zhe)斷能(neng)力,即韌性的研究上(shang)取得重大(da)進展,效能(neng)高于目(mu)前的航空及航天(tian)用鋼材。據團隊介紹,“超級鋼”正申請多國專(zhuan)利,團隊也計劃與業界合(he)作,首(shou)先在高強(qiang)橋(qiao)梁纜索、防(fang)彈衣和汽車彈簧(huang)等方(fang)面制作原(yuan)型,進行測試,有(you)望把研發(fa)成果(guo)工業化和商品化。


根據傳統(tong)的(de)科(ke)學觀點,金屬的(de)屈服強度(du)、延展性(xing)和韌性(xing)三(san)種屬性(xing)有(you)著此消(xiao)彼長的(de)關(guan)系,即提(ti)升(sheng)其中一種屬性(xing)的(de)功能(neng)(neng)時,其余的(de)一或兩(liang)種會(hui)相應(ying)降低(di),三(san)者無法俱得。在工業應(ying)用(yong)上(shang),高端的(de)鋼材必須具備良好的(de)抗斷裂韌性(xing),耐用(yong)之余也能(neng)(neng)避免構件(jian)提(ti)前(qian)失效導致意外。然而(er),提(ti)升(sheng)鋼材強度(du)會(hui)降低(di)其韌性(xing),導致材料脆性(xing)增(zeng)加,有(you)關(guan)的(de)研(yan)究工作十(shi)分艱巨。


香港大(da)學機械工程系教授黃明欣領導(dao)的(de)(de)團隊,與(yu)美國(guo)伯(bo)克(ke)(ke)利大(da)學、美國(guo)勞倫斯(si)伯(bo)克(ke)(ke)利國(guo)家(jia)實(shi)驗室團隊合作,通過增加材(cai)料(liao)屈服強度,以啟動新的(de)(de)增韌(ren)機制,大(da)幅提高鋼(gang)材(cai)料(liao)的(de)(de)韌(ren)性,成功令“超級鋼(gang)”在(zai)高端鋼(gang)材(cai)要求的(de)(de)高強度、延展性和韌(ren)性3個重要指標上均(jun)達高水平,其(qi)效(xiao)能(neng)比目前航(hang)空航(hang)天用(yong)的(de)(de)馬氏體時效(xiao)鋼(gang)更高,而成本(ben)卻只有其(qi)五分之一。


 據介紹,這種“超(chao)級(ji)鋼”(Deformed & Partitioned 鋼)采(cai)用了“晶界分層開(kai)裂增韌(ren)”機(ji)制(zhi),具有非常(chang)獨(du)特的(de)(de)斷(duan)裂方(fang)式,在主(zhu)裂紋(wen)下(xia)方(fang),形成很多微(wei)小裂紋(wen),微(wei)小裂紋(wen)能(neng)有效吸(xi)收由外(wai)力引致的(de)(de)能(neng)量,從而大(da)幅提高(gao)鋼材的(de)(de)斷(duan)裂韌(ren)性(xing)。 要生產這種“超(chao)級(ji)鋼”,鋼廠需要改(gai)造現(xian)有的(de)(de)冷軋或熱(re)軋設備,加入溫軋工序。