日前，韩国浦项科技大学 Hansoo Kim博士通过巧妙地在纳米层级上控制钢的结构，制备出了一种与钛合金同样高强度，但更轻，而且价格仅是前者的十分之一的铁合金。该成果发布在近期Nature的一篇文章中。

　　因其综合性能高，价格低廉，从第一次工业革命以来，钢铁占据工业基础结构材料宝座已经几百年了。但是，在航空航、汽车等行业流行的轻量化进程中，钢铁因其密度较高的致命缺陷，地盘逐步地为钛合金等轻合金所蚕食。
 

　　但是，钢铁的价格优势仍然非常明显，（钛合金每磅3美元，而钢只有30美分）。所以，面对新的形势要求，钢要想守住自己的地盘，需要让自己轻起来。

　　要解决这个问题，材料科学家们首先想到的就是加入轻元素。铝是一种轻元素，性质与铁类似，低价且储量丰富，也就首先进入了材料科学家的视线。可惜的是，铁、铝、碳的合金太脆而无法使用。即使加入锰元素有助于缓解这个问题，但仍然不能让铝钢可以应用于汽车。现在，Kim博士领导的小组，发现加入第五元素--镍，可以解决这个问题。

　　从化学家的角度来说，合金是一种混合材料而非真正的化合物。但金属有时会反应形成化合物，其中广为人知的是B2型金属间化合物（两种不同金属元素相同比例组成的化合物）。在退火时，钢的晶粒之间，镍与部分铝反应形成几个纳米范围的B2晶体。
 

　　B2 晶体抵御剪切应力，可以阻止微小的裂纹扩散到整个材料，从而达到强化的目的。再加上铝带来的轻质，新材料就成为一种比较理想的新型轻合金。

　　当然，这种新材料的工业生产还存在很多问题，但全球最大的钢企浦项制铁对Kim 博士的成果表现了极大的兴趣，并计划在今年展开试验并产业化。如果这一切成为现实，不但钢铁在汽车上的地盘不再被蚕食，说不定将来还会在天空中再次看到钢制飞机。

责任编辑：李玲珊

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