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輕量「超級鋼」

一樣的成本和生產線,但效能更佳。我們的目標是開發效能更佳,並易於應用在工業生產的輕量鋼。

圖中紅色部分的組件可以使用高強度輕質鋼製造

圖中紅色部分的組件可以使用高強度輕質鋼製造

世界各地的汽車製造商都在努力減輕汽車的重量,以抵消燃料使用及對環境的影響。機械工程系黃明欣博士的工作正正幫助他們達到此目標。

黃明欣博士與全球最大的鋼鐵供應商之一的中國寶鋼集團及美國通用汽車公司合作,改良了一種在之前不可行的高強度薄鋼製造方法,應用於現有的生產線上,並成功將鋼材的重量減輕20%。

他說,「一樣的成本和生產線,但效能更佳。我們使用現有的生產線,有利於快速生產,亦無須花費數十億元的投資來更換生產線。」

黃博士與寶鋼集團接洽後便參與了這個項目。該公司採用2003年在美國發明的煉鋼技術,將鋼加熱到攝氏900度,然後迅速冷卻到攝氏180度以形成單晶結構。雖然這技術在實驗室中運作良好,但卻不能應用在鋼廠裡那些數百米長的鋼板上。

黃博士找出在冷卻過程中出現的問題,並嘗試減慢加熱過程及調低加熱溫度,成功使鋼形成雙晶結構。這種鋼與傳統製造出來的鋼強度一樣但更薄,更能抵受撞擊和壓縮,而傳統方法製造出來的鋼則只用來製造汽車的骨架。有關研究結果於2013年發表。

寶鋼集團隨即以此方法製造鋼材。鋼材生產量從2014年的414公噸上升至今年的10,000 - 15,000公噸。這種鋼材主要被中國大陸和日本的汽車生產商使用。

美國通用汽車公司亦參與研究,並在2015年推出第一輛使用這種鋼材的汽車─雪佛蘭樂風RV。

黃博士繼續與寶鋼集團合作,並開展了新的項目,研究Q&P(淬火及配分)鋼,其強度更高,意味著可以製造更薄的汽車部件。他研究這種鋼材已逾十年,並與另一家大型鋼鐵製造商鞍鋼集團開展合作項目。他說:「我們的目標是開發效能更佳,並易於應用在工業生產的輕量鋼。」

黃明欣博士獲工程學院頒發2017年學院知識交流獎,獲獎項目為「輕量化高強鋼助力汽車節能減排」。

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