強度更高、延展性更好的「超級鋼」來了！《科學》發表中國團隊最新研究成果

近日，來自香港、台灣和北京的研究者們發現了製造強度高、延展性好的鋼材的新辦法。在他們發表於《科學》期刊的論文中，研究者們透露了製作新型鋼材所需材料和部分製作流程，以及這種新型鋼材的應用領域。

據研究者稱，工業上對鋼材的強度和延展性都有很高的要求。強度越高，延展性越好，鋼材的質量也就越好。然而矛盾的是，延展性好就意味著強度低；反之，強度高的鋼材延展性通常比較差。所以說，傳統鍊鋼工業中會權衡鋼材的這兩種性能，並不能達到兩全其美的效果。研究者稱在這項研究找到了應對這一問題的新方法。

研究者們表示，他們採用變形和分層工藝（deformed and partitioned, D&P）來製造新型鋼材，出於商業原因，在論文中他們對材料和製作流程僅做了極少的解釋。

圖丨a)電子背散射衍射（EBSD）下的低溫環境下形成的含奧氏體紋路回火馬氏體基體；b)透射電鏡(TEM)下放大的馬氏體錯位結構；c)透射電鏡(TEM)下，8%拉伸應變後馬氏體的錯位結構；d)透射電鏡(TEM)下顯示，16%拉伸應變後亞穩態奧氏體向馬氏體轉變

關於製造新型鋼材的材料，他們透露，這個材料是一種中錳鋼，其中含有0.47%的碳，10%的錳，0.7%的釩和2%的鋁。

有關製造流程方面，報告中表示有冷軋的環節，冷軋的下一步是把新型鋼材放入低溫環境，使其形成亞穩態的奧氏體紋路。這個過程保證了鋼材的延展性，同時克服了強度下降的缺陷。研究小組表示，實驗成品的屈服強度為2.2GPa，其均勻延伸率為16%，在同類材料中性能最理想。研究者們認為，冷軋和低溫環境下形成的基質促成了這些突出的性能。

圖丨用變形和分層（D&P）方法製造出的鋼材與其他高強度鋼材相比，承重能力更強，性能更好

新型鋼材除了同時保證延展性和強度之外，還有造價低的優點。研究團隊稱，與用於製造飛機和火箭的鋼材相比，新材料製成的方法所需的造價僅僅是傳統方法的五分之一。研究者們還表示，把這種辦法用於製造其他合金也能產生同樣的效果，使其同時具有延展性好強度大的優點。

該論文第一作者是香港大學的博士後何斌斌，兩名通訊作者一名是香港大學機械工程系的黃明欣博士，另一名是來自北京科技大學的羅海文教授。

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