香港大學(xué)5月12日宣布,該校機(jī)械工程系“超級(jí)鋼”研發(fā)團(tuán)隊(duì)與美國(guó)伯克利大學(xué)合作,近期在“超級(jí)鋼”抗破裂折斷能力,即韌性的研究上取得重大進(jìn)展,效能高于目前的航空及航天用鋼材。據(jù)團(tuán)隊(duì)介紹,“超級(jí)鋼”正申請(qǐng)多國(guó)專利,團(tuán)隊(duì)也計(jì)劃與業(yè)界合作,首先在高強(qiáng)橋梁纜索、防彈衣和汽車彈簧等方面制作原型,進(jìn)行測(cè)試,有望把研發(fā)成果工業(yè)化和商品化。


根據(jù)傳統(tǒng)的科學(xué)觀點(diǎn),金屬的屈服強(qiáng)度、延展性和韌性三種屬性有著此消彼長(zhǎng)的關(guān)系,即提升其中一種屬性的功能時(shí),其余的一或兩種會(huì)相應(yīng)降低,三者無(wú)法俱得。在工業(yè)應(yīng)用上,高端的鋼材必須具備良好的抗斷裂韌性,耐用之余也能避免構(gòu)件提前失效導(dǎo)致意外。然而,提升鋼材強(qiáng)度會(huì)降低其韌性,導(dǎo)致材料脆性增加,有關(guān)的研究工作十分艱巨。


香港大學(xué)機(jī)械工程系教授黃明欣領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì),與美國(guó)伯克利大學(xué)、美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)合作,通過(guò)增加材料屈服強(qiáng)度,以啟動(dòng)新的增韌機(jī)制,大幅提高鋼材料的韌性,成功令“超級(jí)鋼”在高端鋼材要求的高強(qiáng)度、延展性和韌性3個(gè)重要指標(biāo)上均達(dá)高水平,其效能比目前航空航天用的馬氏體時(shí)效鋼更高,而成本卻只有其五分之一。


 據(jù)介紹,這種“超級(jí)鋼”(Deformed & Partitioned 鋼)采用了“晶界分層開(kāi)裂增韌”機(jī)制,具有非常獨(dú)特的斷裂方式,在主裂紋下方,形成很多微小裂紋,微小裂紋能有效吸收由外力引致的能量,從而大幅提高鋼材的斷裂韌性。 要生產(chǎn)這種“超級(jí)鋼”,鋼廠需要改造現(xiàn)有的冷軋或熱軋?jiān)O(shè)備,加入溫軋工序。