记者 | 周小飏

香港大学研究团队研发出一种“超级钢”，可以兼顾钢材的高强度、延展性和韧性。

5月12日，香港大学机械工程系教授黄明欣在“超级钢”研究项目新闻发布会对界面新闻记者称，传统科学观点认为，高端钢材要求的高强度、延展性和韧性三项指标是难以兼得的，但“超级钢”实现了突破，目前正在跟一些企业商谈合作，且在申请多国专利。

“超级钢”又被称作D&P（Deformed & Partitioned）钢。

黄明欣对界面新闻记者表示，一块1平方厘米大小、厚1.5毫米的“超级钢”样品，可以承受3吨的重量。这相当于一头成年亚洲象的重量。

汽车、航空及国防等工业对金属材料的要求，既需要超高强度来大幅提高结构承重抗变形的能力，也希望材料有良好的延展性和韧性，不容易折断碎裂，让零部件能够精准成型，并防止出现材料和部件意外失效的情况。

但对于钢材来说，强度高往往意味着不易延展、容易断裂。

传统科学观点认为，金属的强度、延展性和韧性三种属性，有着此销彼长的关系，即提升其中一种属性的功能时，其余一或两种会相应降低，三者无法俱得。

2017年，黄明欣团队取得高强度和高延展性组合的突破，在维持钢材的超高强度下，使其可以精准成型。

这一研究成果论文发表在当年的《科学》（Science）期刊上。

但在钢材韧性的研究上，突破更为困难。黄明欣称，提升钢材强度往往会降低韧性，导致材料脆性增加，相关研究工作相当艰巨，当强度进入超高范围时，进一步改善材料韧性的难度将以倍增。

目前，应用于桥梁缆索、装甲车的工业钢材屈服强度极高，可达到1.7 GPa，即结构承重抗变形能力很强，但韧性度最高也未能超越65 MPam½，未达到理想状态。

2019年，黄明欣团队与美国加州大学伯克利分校（UC Berkeley）国家实验室进行了合作。今年，他们在提升“超级钢”的韧性上取得重大进展。

5月8日，双方合作将最新的研究成果也发表在了《科学》期刊上。始于1880年的《科学》杂志，是美国科学促进会出版的一份学术期刊，为全世界最权威的学术期刊之一。

据黄明欣介绍，其团队发现D&P钢材具有非常独特的断裂方式，在主裂纹下方，形成很多微小裂纹。

黄明欣对界面新闻记者表示，这项最新的科研突破可以理解为，在一块普通钢材上，实现了纵横交错的“裂纹”，“裂纹”在保证强度的前提下，实现韧度增强。

“这些微小裂纹能有效吸收由外力引致的能量，从而大幅提高钢材的断裂韧性，远高于目前使用的钢材料。”黄明欣说，这个概念被称之为“晶界分层开裂增韧”。

据黄明欣称，“超级钢”的屈服强度和断裂韧性，高于现在航空航天用的马氏体时效钢，成本只有它的1/5。

马氏体时效钢的屈服强度和断裂韧性分别是1.8 GPa和70 MPa m½，属于高屈服强度和高断裂韧性，价格堪比黄金。

那以高炉为主要工艺的钢厂，是否可以生产“超级钢”？

黄明欣对界面新闻称，这需要钢厂加入温轧工序，通过改造现有的冷轧或者热轧设备得以实现。工艺改造后，“超级钢”量产的可能性大幅增加。

黄明欣预计，“超级钢”最快投入商用的产业是军工防弹类。