汽油价格可能已经下降，但汽车制造商仍然热衷于提高燃油效率。使用更轻的材料制造汽车是一种方法：将汽车重量减少十分之一可以提高 6-8% 的燃油经济性。但钢材仍然是汽车的首选制造材料——其他金属成本更高且更难加工。挑战在于找到一种轻质、坚固、延展性好的钢合金，通常通过用铝和其他元素替换一些铁制成。
在 2 月 5 日的《自然》杂志上，韩国浦项科技大学的材料科学家金尚宪及其同事描述了通过改变合金中金属化合物的排列方式来改进轻质钢材的方法。他们报告说，他们材料的微观结构比钛合金更坚固、更柔韧。
对金属微观结构的深入研究历史悠久，最初可以追溯到 1863 年，在英国的钢铁生产城市谢菲尔德，地质学家亨利·克利夫顿·索比首次用显微镜观察了人造钢。从那时起，人们对钢材的物理特性有了很多了解。当充分加热时，钢的原子会排列成称为奥氏体的形式。这种结构赋予钢延展性，使其可用于塑造零件。调整合金的成分可以将奥氏体稳定的温度降低数百摄氏度。
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坚固且柔韧
钢中另一种可能的结构是 B2——一种坚硬、易碎的立方体结构。铁和铝倾向于在钢合金中形成 B2 结构，但通常，材料科学家会尝试通过调节温度或添加其他元素来防止这种情况。
金及其同事制造了一种利用 B2 的硬度和奥氏体的延展性的钢材。通过添加镍并对铁、铝、镁和碳的合金进行温度处理，他们使 B2 的散布均匀地形成在整个钢材中。由此产生的材料，其中硬质 B2 晶格增强了柔韧的奥氏体基体，具有令人印象深刻的抗拉强度。
研究人员认为他们的工作可能对工业炼钢有用。但加州大学河滨分校的材料工程师 Suveen Mathaudhu 表示，“即使这种材料需要很长时间才能投入生产，所形成的微观结构的新颖性对于思考如何构建新合金可能非常有用”。
该论文的合著者之一韩秀金表示，他和他的同事将与韩国公司浦项钢铁公司（世界上最大的钢铁制造商之一）合作，扩大他们的方法。谢菲尔德和宾夕法尼亚州匹兹堡的炼铁厂早已安静下来，但在韩国远非如此：在汽车工业的推动下，自 2005 年以来，韩国的钢铁产量增长了近 50%。
本文经许可转载，并于 2014 年 2 月 4 日首次发表。