香港大學5月12日(ri)宣布,該校機械工(gong)程系“超(chao)級(ji)鋼(gang)(gang)”研發團(tuan)隊與美國伯克(ke)利(li)大學合作(zuo),近期在(zai)“超(chao)級(ji)鋼(gang)(gang)”抗破裂折斷能力,即(ji)韌性的研究上取得重大進展,效能高于目前的航空(kong)及航天用(yong)鋼(gang)(gang)材。據團(tuan)隊介(jie)紹,“超(chao)級(ji)鋼(gang)(gang)”正申請(qing)多國專(zhuan)利(li),團(tuan)隊也計劃與業界(jie)合作(zuo),首(shou)先在(zai)高強橋梁纜索、防彈衣和(he)汽(qi)車彈簧等(deng)方(fang)面制(zhi)作(zuo)原型(xing),進行(xing)測試,有望把研發成果工(gong)業化(hua)和(he)商品化(hua)。


根據傳統的(de)科學(xue)觀點,金屬的(de)屈服(fu)強度、延(yan)展性(xing)(xing)(xing)(xing)和韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)三(san)種屬性(xing)(xing)(xing)(xing)有著此消(xiao)彼(bi)長的(de)關(guan)系,即(ji)提升其(qi)中(zhong)一種屬性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)功能(neng)時,其(qi)余(yu)(yu)的(de)一或兩種會相(xiang)應降低,三(san)者無法俱得。在工(gong)業應用上,高端的(de)鋼(gang)材(cai)必(bi)須具備良好的(de)抗(kang)斷裂(lie)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing),耐用之余(yu)(yu)也能(neng)避免(mian)構件提前失效導致意外。然而,提升鋼(gang)材(cai)強度會降低其(qi)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing),導致材(cai)料脆性(xing)(xing)(xing)(xing)增加,有關(guan)的(de)研究(jiu)工(gong)作十分艱巨。


香(xiang)港大(da)學(xue)機(ji)械工程系教授黃明欣領(ling)導的(de)(de)團隊(dui),與美國伯克利大(da)學(xue)、美國勞倫(lun)斯伯克利國家實驗室團隊(dui)合作,通過(guo)增加(jia)材料屈(qu)服強(qiang)度(du),以啟動新的(de)(de)增韌機(ji)制(zhi),大(da)幅提高(gao)(gao)鋼(gang)材料的(de)(de)韌性,成功令“超級鋼(gang)”在高(gao)(gao)端鋼(gang)材要求的(de)(de)高(gao)(gao)強(qiang)度(du)、延展性和(he)韌性3個重要指標上(shang)均達高(gao)(gao)水平,其(qi)效能比(bi)目前航(hang)空航(hang)天(tian)用的(de)(de)馬氏體時效鋼(gang)更(geng)高(gao)(gao),而成本卻只有其(qi)五分之一。


 據(ju)介(jie)紹,這(zhe)種(zhong)“超(chao)(chao)級(ji)鋼”(Deformed & Partitioned 鋼)采用了“晶界分層開(kai)裂增韌(ren)”機制(zhi),具(ju)有(you)非常(chang)獨特的(de)斷裂方式,在主裂紋下方,形成很(hen)多微小(xiao)裂紋,微小(xiao)裂紋能有(you)效吸(xi)收(shou)由(you)外力引致的(de)能量,從而(er)大(da)幅提高(gao)鋼材的(de)斷裂韌(ren)性。 要生產這(zhe)種(zhong)“超(chao)(chao)級(ji)鋼”,鋼廠需要改造現(xian)有(you)的(de)冷軋(ya)(ya)或熱(re)軋(ya)(ya)設(she)備,加入溫軋(ya)(ya)工序。