香港大学 黄明新教授展示了一件超薄超轻钢，它具有极高的抗断裂性、强度和延展性
学分:香港大学 由香港大学(HKU)机械工程系黄明新教授领导的超级钢项目与劳伦斯柏克莱国家实验室(LBNL)的合作者在新的超级D&P钢(使用新的变形和分割方法生产)方面取得了重大突破，大大提高了其抗断裂性，同时保持了超强的强度以用于先进的工业应用
该发现发表在2020年5月8日的《科学》杂志上，论文标题为“通过晶界脱层使超强韧钢变得坚韧”
钢是一种常见的合金
材料科学家和工程师不断寻求开发新一代钢材料，这些材料更容易延伸和拉长(延展性)成不同的形式和结构，具有更高的抗变形性(强度)和断裂性(韧性)，重量轻，生产成本低
这项任务很困难
传统观点认为，提高一种金属特性的性能，无论是强度、延展性还是韧性，都会破坏其他一种或多种特性
例如，强度的增加必然会使金属变得更脆(称为强度-韧性权衡)；或者不太柔韧而不能延伸或拉长成不同的形状
(强度-延展性权衡)
“在超级D&P钢的最新突破中，我们实现了前所未有的强韧性结合，可以应对安全关键型工业应用中的重大挑战——获得超高的断裂韧性，从而防止结构材料灾难性的过早断裂
这一突破也改变了传统观点，即获得高强度是以韧性下降为代价的，而韧性下降必然导致结构材料的脆化，并极大地限制了它们的应用，”黄教授说
该团队早些时候已经显著提高了D&P钢的强度-延展性性能(注1)，因此超级D&P钢在所有三种金属性能方面都达到了前所未有的高水平，这是任何钢材料都无法达到的
(一)屈服强度-韧性和(二)屈服强度-目前突破的均匀伸长率。磷钢与其他现有的高强度金属材料相比
D&。磷钢表现出屈服强度、韧性和均匀伸长率的最佳组合
学分:香港大学 美国、欧盟和中国已经申请了几项专利
该团队一直在与工业合作伙伴联系，为即将进行的进一步测试和试验生产高强度桥梁缆索、防弹背心和汽车弹簧的原型
与罗伯特·奥教授合作的D&P钢铁公司的最新突破
里奇在劳伦斯·伯克利国家实验室(LBNL)和加州大学伯克利分校的研究小组发现，这种钢的抗变形屈服强度约为2兆帕，断裂韧性高达102兆帕，均匀延伸率高达19%
该团队还在超级D&P钢的结构方面做出了重要的科学发现
超级钢具有独特的断裂特征，通过一种新的“高强度诱导多分层”增韧机制，在主断口下形成多个微裂纹
这些微裂纹可以有效地吸收来自外部作用力的能量，从而使钢的韧性比现有钢材料高得多
目前，桥梁缆索用高强度钢的屈服强度低于1
7 GPa ~，断裂韧性低于65 MpA·m；装甲车辆中使用的高强度装甲钢具有类似的最大强度-韧性组合
因此，D&P钢可以达到的韧性水平比现有钢材料高得多，同时保持超强的强度
例如，钢琴钢丝的超高强度范围是2
6至2
9 GPa，以抵抗变形并保持仪器调谐，这是以韧性为代价实现的，而韧性又非常脆弱
与此同时，D&P钢的原材料成本仅为目前用于航空航天的马氏体时效钢的20%(例如
g
300级，屈服强度和断裂起始韧性为1
8 GPa和70 MPa m)
“D&P钢铁公司还有其他优势，如简单的工业加工和低廉的原材料成本
它可以通过传统的轧制和退火工艺生产，因此不需要复杂的制造路线和特殊的设备，”该杂志文章的第一作者、博士刘莉小姐说
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黄教授指导学生
“我们已经向新型超级钢的工业化迈进了一大步
它显示出巨大的应用潜力，包括高级防弹衣、桥梁缆索、轻型汽车和军用车辆、航空航天以及建筑行业的高强度螺栓和螺母
”黄教授接着说道
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