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    高强度钢以前所未有的抗断裂强度:超级钢项目在其新的超级D&P钢(使用新的变形和分区方法生产)方面取得了重要突破,中国建材网,cnprofit.com
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    高强度钢以前所未有的抗断裂强度:超级钢项目在其新的超级D&P钢(使用新的变形和分区方法生产)方面取得了重要突破
    2021年04月29日    阅读量:899    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

    由香港大学机械工程系的黄明新教授领导的超级钢铁项目与劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)的合作者在其新型超级D&P钢(一种新的变形和分区方法),以极大地提高其抗断裂性,同时在先进的工业应用中保持超强的强度。


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    这项发现发表在2020年5月8日的《科学》杂志上,名为“通过晶界分层使超强钢坚韧”。


    钢是一种常见的合金中国建材网cnprofit.com。材料科学家和工程师不断寻求开发新一代钢材,这些钢材更易于扩展和伸长(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),重量轻且产量低的特点。成本。


    这项任务很困难。传统观点认为,提高一种金属性能的性能,无论是强度,延展性还是韧性,都会破坏其他一种或多种。例如,强度的增加将不可避免地使金属变脆(称为强度-韧性的折衷);或较小的柔韧性,以延伸或拉长为不同的形状。(强度-延展性的权衡)。


    “在超级D&P钢的最新突破中,我们获得了前所未有的强度-韧性组合,可以应对安全关键型工业应用中的一项重大挑战-获得超高的断裂韧性,从而防止结构材料的灾难性过早断裂突破还改变了传统的观点,即获得高强度将以降低韧性为代价,这总是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。


    该团队先前已大大提高了D&P钢的强度-延展性能(注1),因此超级D&P钢在所有三种金属性能方面均具有出色的性能,这是以前任何钢材都无法达到的高水平。


    已在美国,欧盟和中国申请了多项专利。该团队一直在与行业合作伙伴保持联系,以生产具有高强度钢的高强度桥梁电缆,防弹背心和汽车弹簧的原型,以进行进一步的测试和试验。


    与劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)和UC伯克利分校的Robert O. Ritchie教授的研究团队合作,D&P钢取得了最新突破,从而使该钢的屈服强度抗变形能力达到?2GPa,具有出色的断裂韧性。 102MPaz·m?,均匀伸长率良好,为19%。


    该团队还在超级D&P钢的结构方面取得了重要的科学发现。超级钢具有独特的断裂特征,通过新颖的“高强度诱导的多分层”增韧机制,在主断裂表面下方形成了多个微裂纹。这些微裂纹可以有效地吸收来自外部作用力的能量,与现有的钢材相比,钢的韧性更高。


    目前,用于桥梁电缆的高强度钢的屈服强度低于1.7 GPa?,断裂韧性低于65 MPa·m?。装甲车中使用的高强度装甲钢具有相似的最大强度-韧性组合。因此,D&P钢所能达到的韧性水平远高于现有钢材,同时又保持了超强的强度。


    例如,钢钢琴线具有2.6至2.9 GPa的超高强度,可以抵抗变形并保持乐器的音调,这是以韧性为代价而实现的,因而又非常脆。


    同时,D&P钢的原材料成本仅为目前用于航空航天业的马氏体时效钢的20%(例如,等级300,其屈服强度和断裂起始韧性分别为1.8 GPa和70 MPa·m?)。


    第一作者刘丽小姐说:“ D&P钢还有其他优势,例如工业加工简单,原材料成本低。它可以通过传统的轧制和退火工艺生产,因为不需要复杂的制造路线和专用设备。”文章的作者和由黄教授指导的博士生。


    “我们向新型超级钢的产业化迈出了一大步。它显示出巨大的潜力,可用于各种应用中,包括优质的防弹背心,桥梁电缆,轻型汽车和军用车辆,航空航天以及高强度螺栓和螺母。建造业。” 黄教授补充说。


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