「超級鋼」屈服度超強 成本僅航空鋼材5分1

2017年08月25日 11:59
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港大工程團隊研發「超級鋼」通過變形及配分,解決鋼材原有的矛盾。(黃凯翎攝)

運用現時工業常用的簡單方法,獲得同時具有超高強度和高延展性的金屬材料,一直是科學界和工業界面對的挑戰。香港大學工程團隊研發突破性「超級鋼」,通過嶄新的「變形及配分」方法製作,可解決強度、延展性及韌性之間的矛盾,其原材料成本是現時航空及國防工業用鋼材的5分1。另外,「超級鋼」亦達到前所未有的2.2GPa屈服強度和16%的均勻延伸率。此項研究剛於著名學術期刊《科學》(Science)發表。

「超級鋼」原材料成本較低,因成分簡單,是含有10%錳、0.47%碳、2%鋁、0.7%釩的中錳鋼,都是現時廣泛使用的鋼材料中常見的合金元素。

而「超級鋼」以工業界廣泛使用的加工方法製造,如熱軋、冷軋等常規工業製作方法,因此有大潛力直接在鋼鐵企業進行百噸級規模工業化生產。

團隊核心成員之一、港大機械工程系副教授黃明欣博士指出,正為「超級鋼」申請專利。他表示,「超級鋼」可讓車身減重,指鋼強度愈強,可讓車身造得更薄,油消耗愈低,愈環保。另外,製造大橋時,鋼強度加強的話,使用材料可減少,人工減少後,工程預計可較早完成。

黃博士又指,今次研究亦在位錯機理方面有新的科學發現,經典位錯機理理論是位錯密度上升,強度上升但延展性下降,但團隊則提出新的位錯機理,即位錯密度上升,強度及延展性均可上升。他表示,將繼續研究除鋼以外,運用新位錯機理讓其他材料例如鈦合金,都可達到一樣的效果。