前言
超高强度金属材料通常用于汽车、航空航天和国防工业。 然而，在极高载荷等严酷条件下使用的结构材料通常不仅需要超高的强度，还需要良好的延展性和韧性，以便能够实现零件的精确成型并防止意外的材料和部件失效。 然而，材料的强度和延展性之间往往是鱼与熊掌的关系，用普通的方法很难同时提高强度和延展性。 例如，陶瓷和非晶材料具有很高的硬度和强度，但几乎没有延展性。 如何通过工业常用的加工技术获得同时具有超高强度和高延展性的金属材料一直是科学界和工业界极具挑战性的研发目标，特别是当屈服强度进入超高范围时2GPa。 ，进一步提高材料延展性的难度几乎翻倍。
钢铁是人类社会应用最广泛的金属材料，有着悠久的历史。 与其他金属材料相比，其工业生产效率和自动化程度远远高于其他金属材料。 因此，如何获得具有更高强度和韧性的超级钢是人类的课题。 自铁器时代以来，社会一直在努力追求的目标。
2017年8月24日，美国《》杂志刊登了北京、香港、台湾钢铁科学家发明的D&P超级钢。 正是这个从未停滞的梦想的成功尝试汽车常用钢材汽车常用钢材，实现了屈服强度超过2GPa的钢材延展性。 性生活显着改善。
拉伸试验前，D&P钢结构
经过拉伸测试后，D&P钢结构
超钢性能优势
这种超级钢首先实现了机械性能的巨大跃升，达到前所未有的屈服强度2.2GPa和16%的均匀延伸率。 与现有金属材料相比，本次开发的D&P钢具有强度和延展性的最佳组合。 在大多数屈服强度高于2.0GPa的金属材料中，本次开发的D&P钢具有无可比拟的延展性。 此外，该钢还具有以下两个优点：
1）合金成本较低。 本发明的超级钢为成分简单的中锰钢成分体系，含锰10％、碳0.47％、铝2％、钒(V)0.7％(质量百分比)。 这些在广泛使用的钢材中很常见。 合金元素通过大量使用昂贵的合金元素并没有提高强度和韧性；
2）钢材采用工业上广泛使用的加工工艺制备，如热轧、冷轧、热处理等常规工业制备工艺，而不是采用难以规模化工业生产的特殊加工工艺。 因此，本发明的超级钢具有在钢铁企业直接进行百吨规模工业化生产的潜力。
与其他高强度金属材料相比，拉伸性能更强
研发背景
这种超级钢的发明也是京港台科学家精诚合作的典型成功范例。 该研究的通讯作者、香港大学机械工程系黄明欣博士团队一直致力于超高强金属材料新机理的研究。 在这项研究中，前瞻性地提出通过增加位错密度可以同时提高强度。 和创新的延展机制； 以往的经典理论一直认为，增加材料中的位错密度只能显着提高材料的强度，但却会恶化材料的延展性。
该研究的另一通讯作者、北京科技大学罗海文教授团队运用了多年在钢铁材料领域的加工经验。 特别是汽车用钢第三代中锰钢的研发，已于2010年在国家973基础研究项目中启动，随后于2014年获得国家自然科学基金中钢联合基金重点项目的支持。项目继续支持中国钢铁工业。 锰钢在该领域已进入深入的系统研究，积累了丰富的经验和知识。 这些积累极大地帮助了这种新成分体系的设计及其加工技术，并最终成功地在钢中引入了大量的移动位错。 台湾大学颜宏伟团队通过先进的材料表征技术证实了该机制的正确性。
这项研究成果由香港大学、北京科技大学、台湾大学和香港城市大学的青年科学家共同努力，于2017年8月24日发表在美国著名期刊《》上。文章标题为《D&P Steel 高位错密度导致高延展性》，论文通讯作者为香港大学黄明新博士和北京科技大学罗海文博士。论文作者分别是：BB He、B. Hu、HWYen、GJ Cheng、ZK Wang、HW Luo、MX Huang。
如果您想阅读2017年8月24日发表在《》上的这项研究全文（标题为《D&P钢中高位错密度引起的高延展性》），请前往：，或点击阅读原文！
