【香港商報网訊】記者何加祺報道:鋼鐵一向難以同時擁有高強度及延展性。香港大學機械工程系為主聯合北京、香港及台灣輕科學家共同參與的科研團隊,最近成功研發一種「超級鋼」,材料成本只是現時航空及國防工業用鋼材的五分之一左右,且更達到前所未有的2.2GPa屈服強度和16%的均勻延伸率,是現有強力鋼材中延展性最高。團隊指出,「超級鋼」制造方法簡單,只須通過在工業界廣泛使用的加工方法來制造,如熱軋、冷軋等,故它具備巨大潜力可以直接在鋼鐵企業進行百噸級規模工業化生產。
「超級鋼」科研團隊由香港大學機械工程系副教授黃明欣領導,此項突破性研究剛於著名學術期刊《科學》發表。黃明欣指出,汽車、航空及國防工業對金屬材料的要求,既要超高強度及有極高的載荷,亦要有良好的延展性和韌性,以便零部件能夠精準成型,并可防止出現材料和部件的意外失效,但現時的鋼鐵卻是難以同時擁有高強度及延展性。
制法簡單工業界可廣泛加工
他又說,「超級鋼」不單解決了上述強度和延展性和韌性之間的矛盾,其原材料成本更只是現時航空及國防工業用鋼材的五分之一左右,而它的成分簡單,含有10%錳、0.47%碳、2%鋁、0.7%釩的「中錳鋼」,均是現時廣泛使用的鋼材料中常見的合金元素。他續指,「超級鋼」的制造方法簡單,亦可通過在工業界廣泛使用的加工方法來制造,如熱軋、冷軋、熱處理等常規工業制作方法,故此具備巨大潜力可直接在鋼鐵企業進行百噸級規模工業化生產。
屈服強度均勻延伸率創新高
黃明欣表示,「超級鋼」達到前所未有的2.2GPa屈服強度和16%的均勻延伸率,以往的鋼鐵只能達到2%至5%均勻延伸率。而「超級鋼」亦可用於制作車身,減輕車輛重量,當車身愈輕,燃料消耗量亦會隨之減少,達到環保效益。他續指,是次研究中,前瞻性地提出通過提高位錯密度可以同時實現提高強度和延展性的創新機理;之前的經典理論中,一直認為提高材料中的位錯密度只可顯著提高強度,但會惡化材料的延展性,而今次結果亦成功地在所發明成分體系的鋼材中,引入了大量的可移動位錯。
他說,團隊現正申請專利,以及與不同生產商接觸,期望能將「超級鋼」正式投產,應用於汽車、航空或國防工業等。