香(xiang)港大(da)學(xue)5月12日宣布,該(gai)校(xiao)機械(xie)工(gong)程系“超(chao)級(ji)鋼(gang)(gang)(gang)”研(yan)發團(tuan)隊與美國(guo)伯克利大(da)學(xue)合(he)作,近(jin)期在(zai)“超(chao)級(ji)鋼(gang)(gang)(gang)”抗破裂折斷(duan)能力,即韌性的研(yan)究上取得(de)重大(da)進展(zhan),效能高(gao)于目前(qian)的航空及航天用鋼(gang)(gang)(gang)材。據團(tuan)隊介紹,“超(chao)級(ji)鋼(gang)(gang)(gang)”正申(shen)請(qing)多國(guo)專利,團(tuan)隊也(ye)計劃與業界合(he)作,首先在(zai)高(gao)強(qiang)橋(qiao)梁纜(lan)索(suo)、防彈(dan)衣和汽車彈(dan)簧等方面(mian)制作原型(xing),進行測(ce)試,有望把研(yan)發成果工(gong)業化(hua)和商品化(hua)。
根據(ju)傳統(tong)的(de)(de)科學觀點(dian),金屬(shu)的(de)(de)屈(qu)服(fu)強(qiang)度、延展性(xing)和韌性(xing)三種(zhong)屬(shu)性(xing)有(you)著此(ci)消彼長的(de)(de)關系,即提(ti)(ti)升其中一種(zhong)屬(shu)性(xing)的(de)(de)功能時,其余(yu)的(de)(de)一或兩種(zhong)會(hui)相應降(jiang)(jiang)低(di),三者無(wu)法俱得。在工業應用(yong)上,高(gao)端的(de)(de)鋼材(cai)必須具備良好的(de)(de)抗斷(duan)裂(lie)韌性(xing),耐(nai)用(yong)之余(yu)也能避免構件提(ti)(ti)前失效(xiao)導致(zhi)(zhi)意外。然而,提(ti)(ti)升鋼材(cai)強(qiang)度會(hui)降(jiang)(jiang)低(di)其韌性(xing),導致(zhi)(zhi)材(cai)料脆性(xing)增加,有(you)關的(de)(de)研究工作十分艱巨。
香港大學機械(xie)工程系教授黃明欣(xin)領導的(de)(de)團隊,與美國(guo)(guo)伯(bo)克利大學、美國(guo)(guo)勞倫斯伯(bo)克利國(guo)(guo)家實驗室團隊合作(zuo),通過增加材料屈服(fu)強(qiang)度,以(yi)啟(qi)動新的(de)(de)增韌機制,大幅提高(gao)(gao)鋼材料的(de)(de)韌性,成功令“超(chao)級鋼”在(zai)高(gao)(gao)端鋼材要求(qiu)的(de)(de)高(gao)(gao)強(qiang)度、延展性和韌性3個(ge)重要指標(biao)上(shang)均(jun)達(da)高(gao)(gao)水平,其效(xiao)能(neng)比(bi)目前航(hang)空航(hang)天用的(de)(de)馬(ma)氏體時效(xiao)鋼更高(gao)(gao),而成本卻只有其五分之一。
據(ju)介(jie)紹,這種“超級(ji)鋼”(Deformed & Partitioned 鋼)采用了“晶界分層開裂(lie)(lie)(lie)增韌”機制(zhi),具(ju)有(you)(you)非常獨特的(de)斷裂(lie)(lie)(lie)方式,在主裂(lie)(lie)(lie)紋下方,形成很多微小裂(lie)(lie)(lie)紋,微小裂(lie)(lie)(lie)紋能(neng)有(you)(you)效(xiao)吸收(shou)由外(wai)力引致的(de)能(neng)量,從而(er)大幅提高鋼材的(de)斷裂(lie)(lie)(lie)韌性(xing)。 要(yao)生產這種“超級(ji)鋼”,鋼廠需要(yao)改造(zao)現有(you)(you)的(de)冷軋或(huo)熱軋設備,加入溫軋工序。

