中國證券網信將超高強度的金屬材料普遍應用于汽車、航空空、國防工業,但材料的強度和延展性一般是“魚和熊掌不能兼得”。 美國《科學》雜志24日發表了中國京港臺三地科學家的合作科學研究成果,他們發明的超級鋼鐵在鋼鐵材料的屈服強度超過2000兆帕時實現了延展性的“巨大提高”。
據新華社8月25日的新聞報道,屈服強度是金屬材料發生屈服現象時的極限,如果作用比該強度大的外力,材料就會永久變形。 通過工業常用的加工技術,獲得和獲得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具有高度挑戰性的研究開發目標。
研究負責人之一,北京科學技術大學的羅海文教授說,最新發明的超鋼達到了前所未有的2200MPa的屈服強度和16%的均勻增長,“具有最佳的強度和延展性的結合”。
另外,這種鋼有兩大優點。 第一,價格便宜。 該超鋼是成分簡單的中錳鋼成分體系,含有10%錳、0.47%碳、2%鋁、0.7%釩,這些是目前廣泛采用的鋼材中常見的合金元素,通過大量采用昂貴的合金元素來提高韌性, 第二,該鋼是工業界廣泛采用的加工技術,如熱軋、冷軋、熱解決等通常的工業制造技術,不是使用了任何難以規模化的工業生產的特殊加工技術。 因此,這樣的超鋼具備在鋼鐵公司進行100噸級規模工業化生產的潛力。
羅海文說,這種超鋼之所以性能優良,是因為鋼材引入了高密度的可動位錯。 位錯是鋼材變形時在鋼材內部形成的缺陷。 教科書的古典理論認為位錯越多強度確實越高,但這些位錯相互纏繞,位錯無法運動。 因為這種延展性會顯著降低。 他們使用新的成分體系,組合采用多種制造工藝,在鋼中產生大量的可動位錯,實現了超高強度和高延展性。
羅海文還首先根據北京科學技術大學試制規模的試驗線試制了這種超級鋼。 這條試驗線具備現在工業生產線上沒有的軋制能力。 因為工業生產需要對現有鋼鐵公司的相關設備進行技術改造,不能馬上直接生產。
這項研究被譽為京港臺三地科學家真誠合作的典型成功范例,其中香港大學黃明欣博士團隊提出了積極提高位錯密度來提高強度和延展性的創新理論。 羅海文教授團隊成功地在鋼材中引入了大量的可動位錯臺灣大學顏鴻威團隊通過材料的先進特征技術證實了上述理論的正確性。 根據本發明的新成分和技術,他們已經申報了三項相關專利。
標題:【熱門】中國超級鋼研究取得“巨大提升”
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