■研究團隊成員使用拉伸機器檢驗「超級鋼」。中為黃明欣，右為何斌斌。 香港文匯報記者柴婧 攝香港文匯報訊（記者 柴婧）科學家和工業界一直在追求能同時兼備「強硬」加「堅韌」的金屬材料，目標即將在香港實現。由香港大學領導的團隊，花約3年時間，成功突破材料理論及技術樽頸，利用嶄新合金成份配比和「變形及配分」方法研製出「超級鋼」，在2.2GPa的超高強度下，仍然可有16%的延伸率，遠超現有材料的2%至5%。「超級鋼」製造方法簡單，原材料成本只為現有特製鋼材的五分一，於汽車、航空、國防工業等對金屬材料要求極高的範疇應用潛力無限。有關研究成果昨天於權威學術期刊《科學》（Science）發表，受到全球注目。
鋼鐵是人類社會使用最廣泛的金屬，更是現代文明中推動工業生產效率和自動化程度的標誌性材料。
成功兼顧強度延展性
然而，鋼鐵和其他金屬一直面對強度（strength）和延展性（ductility）不能兩全的矛盾，愈堅硬的材料亦同時有脆而易斷的特性，問題難以克服。
不過，港大機械工程系副教授黃明欣領導香港、北京、台灣年輕學者組成團隊，結合各自於材料機理、加工和檢測的強項，花3年時間終於突破上述界限，成功研發兼備兩者的「超級鋼」。
黃明欣指，研發「超級鋼」的關鍵一步是特定的合金成份配比，當中含有約90%的鐵、10%錳、0.47%碳、2%鋁和0.7%釩（V），而錳和釩的含量，都較一般鋼材要多。事實上，上述所需合金均為常見元素，令「超級鋼」原材料成本較低，只為現有特製強鋼材的五分一，每噸約1萬元港幣。
優化加工工藝 可大規模生產
「超級鋼」的另一個關鍵步驟，則是加工工藝，當中涉及全新的「變形及配分（Deformed & Partitioned，D&P）」方法，所以「超級鋼」又稱「D&P鋼」。
是次研究文章第一作者、港大博士後研究員何斌斌解釋道，「變形」是指溫軋（Warm rolling），「配分」則指回火（Tempering）。
他續說，「超級鋼」經過特定次序，從溫軋、退火（Annealing），到冷軋（Cold rolling）和回火，再加上特定的溫度、時間等設定，實現了優化加工過程製作而成。
黃明欣補充道，上述不同加工步驟除了「溫軋」外，大多已在工業界獲廣泛使用，令「超級鋼」有巨大潛力可直接於鋼鐵企業作具規模工業化生產。
打破「位錯」理論 正申專利
除了製作層面，研究團隊亦藉「超級鋼」打破了經典材料理論，透過透射電子顯微鏡所顯示「超級鋼」中的組織結構，發現了金屬中有關「位錯（Dislocation）」的創新機理。
「超級鋼」廣泛適用於汽車、建造、航空、國防工業等範疇，黃明欣指例如可令車身減重，強韌的鋼材可讓車身造得更薄，油耗減低，幫助環保；建造大橋時，鋼的強韌度強，則可使耗材、人工、工程時間皆減少等。
他表示，現時團隊正申請專利，並與生產商接觸，期望能將「超級鋼」正式投產。