金属也会疲劳精选 2011年4月1日下午， 美国西南航空公司一架波音737客机因飞行途中材 身破损紧急降落亚利桑那州一座军事基地。乘坐这次航班的乘客布伦达·里斯 说，她当时听到“类似枪声”的声音，随后氧气面罩落下，飞机突然下坠， 乘客因缺氧昏倒。飞机在5分钟内急降7600米，所幸飞机成功迫降，仅一名空 乘人员受轻伤。事故发生后，航空安全专家赶赴现场进行检查。调查结果显示， 这次事故是机身破损引起的 飞机中段过道上方机身有 个1.8米长的破洞 专家表示，机身出现破洞是由金属疲芳现象引起的。 、累了就会有疲 的感觉，想不到金属也会疲劳。人过度疲劳后会导致个体的生病或死亡，而金属 疲劳会造成更大的伤害，它可能导致某个人类群体的死亡！这绝不是危言耸听。 如果美国这次飞机破损现象处置不当，则很可能出现大的安全事故。在历史上， 一些金属大桥的断裂、房屋的倒塌、车祸、飞机失事，都是因金属疲劳而引发的 重大事故 金属为何会疲劳 1998年6月3日，德国一列高速列车在行驶中突然出轨，造成100多人 遇难身亡的严重后果。事后经过调查，人们发现，造成事故的原因竟是因为一节 车厢的车轮内部金属疲劳断裂，从而导致了这场近50年来德国最惨重铁路事故 的发生 金属疲劳己经是 分普遍的现象。据150多年来的统计，金 的损坏是由于疲劳而引起的 为了说明金属也会疲劳，我们先来做一个小实验。找一把组合金汤匙，然后 从汤匙柄的根部将汤匙微微弯曲数次，最后金属将因为过度疲劳而断裂，就像人 过度疲劳会生病一样。这个实验是很有名的，曾经有一些所谓的“气功大师”用 文个立哈夹示的“特功能 后来被媒体揭穿了，结果那是人人都能做 的事情，只是需罗 些遮人耳目的小技巧罢了 人的疲劳感觉来自于长期的劳累或一次过重的负荷，金属也是一样。金属的 机械性能会随着时间而渐渐变弱，这就是金属的疲劳。在正常使用机械时，重复 的推、拉、扭或其他的外力情况下都会造成机械部件中金属的疲劳。这是因为机 金属中原子的排列会大大改变，大大的压力会使金属原子间的化学键 其实，不仅仅是那些安全专家会遭遇到金属疲劳的问题。在人们的日 常生活中，也同样会发生金属疲劳带来危害的现象。一辆正在马路上行走的自行 车突然前叉折断，造成车翻人伤的后果。还有其他一些因金属疲劳导致的日常生 活中的小事故，比如，炒菜时铝铲突然意外折断，导致油沫飞溅到脸上而出现烫 伤：挖地时，铁锨究 状断型可能今人装一 为金属做体检 1979年5月25日，一架满载乘客的美国航空公司DG一10型三引擎巨型喷 气客机，从芝加哥起飞不久，就失去了左边一具引擎，随即着火燃烧，然后爆炸 坠地。机上273名乘客和机组人员无一幸免。这是世界航空史上最悲惨的事件之 事后，有关当局对这架失事飞机的残骸进行检查后 发现，这架飞机上连接 具引擎与机翼的螺栓因金属疲劳折断，从而导致引擎燃烧爆炸。1979年空难与
金属也会疲劳 精选 2011 年 4 月 1 日下午，美国西南航空公司一架波音 737 客机因飞行途中机 身破损紧急降落亚利桑那州一座军事基地。乘坐这次航班的乘客布伦达·里斯 说，她当时听到“类似枪声”的声音，随后氧气面罩落下，飞机突然下坠，一些 乘客因缺氧昏倒。飞机在 5 分钟内急降 7600 米，所幸飞机成功迫降，仅一名空 乘人员受轻伤。事故发生后，航空安全专家赶赴现场进行检查。调查结果显示， 这次事故是机身破损引起的，飞机中段过道上方机身有一个 1.8 米长的破洞。 安全专家表示，机身出现破洞是由金属疲劳现象引起的。人累了就会有疲劳 的感觉，想不到金属也会疲劳。人过度疲劳后会导致个体的生病或死亡，而金属 疲劳会造成更大的伤害，它可能导致某个人类群体的死亡！这绝不是危言耸听。 如果美国这次飞机破损现象处置不当，则很可能出现大的安全事故。在历史上， 一些金属大桥的断裂、房屋的倒塌、车祸、飞机失事，都是因金属疲劳而引发的 重大事故。 金属为何会疲劳 1998 年 6 月 3 日，德国一列高速列车在行驶中突然出轨，造成 100 多人 遇难身亡的严重后果。事后经过调查，人们发现，造成事故的原因竟是因为一节 车厢的车轮内部金属疲劳断裂，从而导致了这场近 50 年来德国最惨重铁路事故 的发生。实践证明，金属疲劳已经是十分普遍的现象。据 150 多年来的统计，金 属部件中有 80％以上的损坏是由于疲劳而引起的。 为了说明金属也会疲劳，我们先来做一个小实验。找一把铝合金汤匙，然后 从汤匙柄的根部将汤匙微微弯曲数次，最后金属将因为过度疲劳而断裂，就像人 过度疲劳会生病一样。这个实验是很有名的，曾经有一些所谓的“气功大师”用 这个实验来显示他们的“特异功能”，后来被媒体揭穿了，结果那是人人都能做 的事情，只是需要一些遮人耳目的小技巧罢了。 人的疲劳感觉来自于长期的劳累或一次过重的负荷，金属也是一样。金属的 机械性能会随着时间而渐渐变弱，这就是金属的疲劳。在正常使用机械时，重复 的推、拉、扭或其他的外力情况下都会造成机械部件中金属的疲劳。这是因为机 械受压时，金属中原子的排列会大大改变，大大的压力会使金属原子间的化学键 断裂而导致金属裂开。 其实，不仅仅是那些安全专家会遭遇到金属疲劳的问题。在人们的日 常生活中，也同样会发生金属疲劳带来危害的现象。一辆正在马路上行走的自行 车突然前叉折断，造成车翻人伤的后果。还有其他一些因金属疲劳导致的日常生 活中的小事故，比如，炒菜时铝铲突然意外折断，导致油沫飞溅到脸上而出现烫 伤；挖地时，铁锨突然断裂，可能令人摔一跟头。 为金属做体检 1979 年 5 月 25 日，一架满载乘客的美国航空公司 DG—10 型三引擎巨型喷 气客机，从芝加哥起飞不久，就失去了左边一具引擎，随即着火燃烧，然后爆炸 坠地。机上 273 名乘客和机组人员无一幸免。这是世界航空史上最悲惨的事件之 一。事后，有关当局对这架失事飞机的残骸进行检查后发现，这架飞机上连接一 具引擎与机翼的螺栓因金属疲劳折断，从而导致引擎燃烧爆炸。1979 年空难与
美国最近的这次航空事故比较类似，都是金属疲劳引起的，只不过1979年金属 发生疲劳的部位更加关键。 的 金属材料的疲劳一般难以发现，因此常常造成突然的事故。早在100 多年以前，人们就发现了金属疲劳给各个方面带来的损害。但由于技术的落后 还不能查明疲劳破坏的原因。在第二次世界大战期间，美国的5000艘货船共发 生1000多次破坏事故，有238艘完全报废，其中大部分要归咎于金属的疲劳。 直到出现了电子显微镜之后，人类在揭开金属疲劳秘密的道路上不断取得了新的 成果 才开发出一些发现和消除金属疲劳的手段 科学研究表明，金属疲劳并非完全难以检测。近年来，应用科学的检测手段 避免了不少因金属疲劳而可能发生的事故。科学家证实，汽车刹车突然失灵而掉 下悬崖、飞机发动机突然爆裂、强风使铁桥崩塌等惨祸发生前，刹车、机身、桥 梁上都会产生异常震动，这实际上就是“金属疲劳”的一种征兆。所以，当工程 师设计飞机、汽车、桥梁或其他机械时，都必须考虑到金属疲劳问题，并对这些 金属建筑或机林 定期 “体检” 以确保安 所有金属表面都存在微小缺陷，有的肉眼看得见，有的肉眼看不见。这些瑕 疵都会使得应力在该处产生，从而导致金属开始裂开，所以，当 一次负载讨重或 是多次猛烈晃动，都会导致金属疲劳而从瑕疵处裂开。现在，治金学家使可以用 显微镜来检视金属表面看不见的瑕疵，他们研究如何以最好的方法来保护金属， 以免使得金属疲劳 给金属过度加压或扭转会导致金属疲劳，由于这个原因，在使用金属部件时 工程师必须要测试金属的结构，用电子计量器可以测量压力以及因压力所造成的 伤害。治金学家通过研究金属的破裂状况，能更加了解金属的结构，以便如何研 究减少金属破裂的概率。 口本原子能研究所的研究人品环研制出了一种“聪明涂料”，这种涂料初看 和普通涂料没什么区别，但实际上涂料中掺入了钛酸铅粉末。将“聪明涂料” 在金属板上，再敲击金属板使其震动，结果涂膜中会产生电流，这便可作为研究 人员分析金属疲劳程度的信息。例如，将“聪明涂料”涂在飞机机翼上，然后经 常测定涂膜中产生的电流，一旦发现异常电流，立即实施紧急精密检查，及时查 明原因，使可非除事故隐患 让金属“强身健体” 在现今这个机器时代和未来的机器人时代，如何防止金属疲劳显得尤为重 要。现在人们已经知道了 一些改进和强化金属，相当于提高了金属的“健康”程 度，可以让金属尽量少出现“疲劳”现象。 人就知道了如何让金属“强壮”的方法，那就是锻炼它们，令它们“百炼 成钢 现在我们所说的“锻炼身体” ,其实就来源于对金属的锻炼，我们 应该像锻炼金属一样锻炼自己的身体。锻炼金属的方法是热处理，例如对钢不断 回火和捶打，使其韧化，减弱金属容易疲劳的特性。 人们想到的另外一个方法是向单一金属中掺入其他物质，填补金属中的空隙 和瑕疵。如果掺入的物质是金属，就可以制造出合金，用两种金属相互填充空隙 的方法来弥补瑕疵，并使得金属强度增高。向金属中加入碳，也可以弥补金属中 的瑕疵，制造出高强度碳钢 在金属 料 中添加各种 “维生素 增强金属 抗疲劳的有效办法。例如在钢铁和有色金属里，加进万分之几或千万分之几的稀 土元素，就可以大大提高这些金属抗疲劳的本领，延长使用寿命
美国最近的这次航空事故比较类似，都是金属疲劳引起的，只不过 1979 年金属 发生疲劳的部位更加关键。 由于金属材料的疲劳一般难以发现，因此常常造成突然的事故。早在 100 多年以前，人们就发现了金属疲劳给各个方面带来的损害。但由于技术的落后， 还不能查明疲劳破坏的原因。在第二次世界大战期间，美国的 5000 艘货船共发 生 1000 多次破坏事故，有 238 艘完全报废，其中大部分要归咎于金属的疲劳。 直到出现了电子显微镜之后，人类在揭开金属疲劳秘密的道路上不断取得了新的 成果，才开发出一些发现和消除金属疲劳的手段。 科学研究表明，金属疲劳并非完全难以检测。近年来，应用科学的检测手段 避免了不少因金属疲劳而可能发生的事故。科学家证实，汽车刹车突然失灵而掉 下悬崖、飞机发动机突然爆裂、强风使铁桥崩塌等惨祸发生前，刹车、机身、桥 梁上都会产生异常震动，这实际上就是“金属疲劳”的一种征兆。所以，当工程 师设计飞机、汽车、桥梁或其他机械时，都必须考虑到金属疲劳问题，并对这些 金属建筑或机械定期“体检”，以确保安全。 所有金属表面都存在微小缺陷，有的肉眼看得见，有的肉眼看不见。这些瑕 疵都会使得应力在该处产生，从而导致金属开始裂开，所以，当一次负载过重或 是多次猛烈晃动，都会导致金属疲劳而从瑕疵处裂开。现在，冶金学家使可以用 显微镜来检视金属表面看不见的瑕疵，他们研究如何以最好的方法来保护金属， 以免使得金属疲劳。 给金属过度加压或扭转会导致金属疲劳，由于这个原因，在使用金属部件时， 工程师必须要测试金属的结构，用电子计量器可以测量压力以及因压力所造成的 伤害。冶金学家通过研究金属的破裂状况，能更加了解金属的结构，以便如何研 究减少金属破裂的概率。 日本原子能研究所的研究人员还研制出了一种“聪明涂料”，这种涂料初看 和普通涂料没什么区别，但实际上涂料中掺入了钛酸铅粉末。将“聪明涂料”涂 在金属板上，再敲击金属板使其震动，结果涂膜中会产生电流，这便可作为研究 人员分析金属疲劳程度的信息。例如，将“聪明涂料”涂在飞机机翼上，然后经 常测定涂膜中产生的电流，一旦发现异常电流，立即实施紧急精密检查，及时查 明原因，便可排除事故隐患。 让金属“强身健体” 在现今这个机器时代和未来的机器人时代，如何防止金属疲劳显得尤为重 要。现在人们已经知道了一些改进和强化金属，相当于提高了金属的“健康”程 度，可以让金属尽量少出现“疲劳”现象。 古人就知道了如何让金属“强壮”的方法，那就是锻炼它们，令它们“百炼 成钢”。现在我们所说的“锻炼身体”一词，其实就来源于对金属的锻炼，我们 应该像锻炼金属一样锻炼自己的身体。锻炼金属的方法是热处理，例如对钢不断 回火和捶打，使其韧化，减弱金属容易疲劳的特性。 人们想到的另外一个方法是向单一金属中掺入其他物质，填补金属中的空隙 和瑕疵。如果掺入的物质是金属，就可以制造出合金，用两种金属相互填充空隙 的方法来弥补瑕疵，并使得金属强度增高。向金属中加入碳，也可以弥补金属中 的瑕疵，制造出高强度碳钢。在金属材料中添加各种“维生素”，也是增强金属 抗疲劳的有效办法。例如在钢铁和有色金属里，加进万分之几或千万分之几的稀 土元素，就可以大大提高这些金属抗疲劳的本领，延长使用寿命
在设计机械时，也应尽量减少可能发生的金属疲劳事故。比如，可以消除零 件上的薄弱环节，减少开孔、挖槽、切口等，因为疲劳裂纹常常发生在这些地方： 提高零件表面的光洁度，保护表面不受生锈腐蚀之害，加工粗糙所产生的刻划痕 以及材料锈腐之处，都是容易产生微细裂纹的：对零件表面进行强化处理，比如， 辗压零件的表面，使材料表面强化，从而不易产生微细裂纹。 随着科技的进步，己经研制出更多含有金属的复合材料，如金属和玻璃纤维 或塑料的合成物。这些复合材料使得金属不但保留了原来的强度，而且增加了纤 维和塑料的韧性，使得金属不再轻易疲劳。（据科学网论坛杨先碧）
在设计机械时，也应尽量减少可能发生的金属疲劳事故。比如，可以消除零 件上的薄弱环节，减少开孔、挖槽、切口等，因为疲劳裂纹常常发生在这些地方； 提高零件表面的光洁度，保护表面不受生锈腐蚀之害，加工粗糙所产生的刻划痕 以及材料锈腐之处，都是容易产生微细裂纹的；对零件表面进行强化处理，比如， 辗压零件的表面，使材料表面强化，从而不易产生微细裂纹。 随着科技的进步，已经研制出更多含有金属的复合材料，如金属和玻璃纤维 或塑料的合成物。这些复合材料使得金属不但保留了原来的强度，而且增加了纤 维和塑料的韧性，使得金属不再轻易疲劳。（据科学网论坛 杨先碧）