據(jù)外媒報道，香港大學（University of Hong Kong，HKU）機械工程系教授Huang Mingxin領(lǐng)頭，與美國勞倫斯伯克利國家實驗室（Lawrence Berkeley National Lab，LBNL）的研究人員合作開展了超級鋼（Super Steel）項目，并在新型超級D&P鋼方面（采用新型變形和分層法制成）取得了重大進展。此種新鋼材的抗斷裂性大大提升，同時具有強大的強度，可用于先進工業(yè)應用。

（圖片來源：香港大學）

鋼是一種常用合金，因此材料科學家和工程師們都在不斷尋找新一代鋼材，即更容易延展成不同形狀和結(jié)構(gòu)（延展性）、具有更強的抗變形能力（強度）和抗斷裂性（韌性）、重量輕且生產(chǎn)成本低的新鋼材。

該項任務很困難，因為傳統(tǒng)觀點認為，提高一種金屬性能的表現(xiàn)，無論是強度、延展性還是韌性，就會破壞其他一種或多種金屬性能。例如，增加強度就會不可避免地讓金屬更脆（權(quán)衡強度-韌性）；或者不太柔韌，無法被拉伸成不同形狀（權(quán)衡強度-延展性）。

此前，該團隊已經(jīng)顯著提高了D&P鋼的強度-延展性性能，因此，超級D&P鋼的三種金屬性能都達到了前所未有的高水平，這也是此前任何鋼鐵材料無法達到的。

（圖片來源：香港大學）

該團隊在美國、歐盟和中國申請了多項專利，并一直與工業(yè)合作伙伴保持聯(lián)系，生產(chǎn)高強度橋梁電纜、防彈背心和汽車彈簧原型，以進一步測試和試驗新鋼材。D&P鋼取得的最新突破由香港大學與美國勞倫斯伯克利國家實驗室Robert O. Ritchie教授研究團隊取得，使得新鋼材的屈服抗變形強度約為2GPa、抗斷裂性達102MPam?、均勻延伸率達19%。

研究小組還在超級D&P鋼的結(jié)構(gòu)方面取得了重大科學發(fā)現(xiàn)。超級鋼通過一種新型 “高強度誘導多層分層”增韌機制，具備了一種獨特的抗斷裂性特征，其中主斷裂表面下形成了多個微裂紋，而微裂紋能夠有效吸收來自外部作用力的能量，使新超級鋼的韌性比現(xiàn)有的鋼材高得多。

目前，高強度橋梁電纜鋼的屈服強度低于1.7 GPa，抗斷裂強度低于65 MPa m?，用于裝甲車的高強度鋼的最大強度-韌性性能也與之類似。因此，D&P鋼的韌性水平比現(xiàn)有的鋼材要高得多，同時保持超強的強度。

例如，鋼琴鋼絲強度超高，為2.6 GPa到2.9 GPa之間，具抗變形能力以保持樂器的音質(zhì)，但是此種強度是以犧牲韌性為代價的，反過來會讓其非常脆弱。

與此同時，D&P鋼的原材料的成本只有目前航天航空中所用的馬氏體鋼成本的20%，后者的屈服強度和抗斷裂起始韌度分別為1.8 GPa和70 MPa m?。

研究人員表示：“D&P鋼還有其他優(yōu)勢，例如工業(yè)加工簡單、原材料成本低。可以通過傳統(tǒng)的軋制和退火工藝，無需復雜的制造路線和特殊設(shè)備就可制成。現(xiàn)在，我們離新型超級鋼的工業(yè)化又近了一步，其展示出巨大的應用潛力，可用于高級防彈背心、橋梁電纜、輕型汽車、軍用車輛、航空航天以及建筑行業(yè)的高強度螺栓和螺母。”