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金屬最怕的就是金屬疲勞,為什么金屬也會(huì)疲勞呢?一起跟大久緊固件廠家來(lái)看看怎么回事。
人們也研究過(guò)金屬疲勞,從時(shí)間開(kāi)始到如今已經(jīng)有150多年的歷史了,金屬疲勞造成的第一起事故是是1949年,美國(guó)第一架?chē)姎饷窈娇蜋C(jī)首次飛行,但是這項(xiàng)工程成功帶來(lái)的歡呼并沒(méi)有維持多久,在僅僅5個(gè)月內(nèi)就發(fā)生了兩次墜毀的事故,而且原因都是金屬疲勞。
由于飛機(jī)沖角的柳釘孔是沖壓出來(lái)的,所以出現(xiàn)了增壓裂痕肉眼基本上是看不見(jiàn)的,通過(guò)多次的增壓減壓造成了裂紋擴(kuò)大從而出現(xiàn)了事故,這場(chǎng)事故奪去了68人的性命也導(dǎo)致了這家公司直接倒閉,所以很多的航空公司都非常重視金屬疲勞這個(gè)問(wèn)題。
生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們,要想徒手拉斷鐵絲是非常困難的,但如果反復(fù)折幾下卻很容易折斷。這表明,即使反復(fù)變化的外力遠(yuǎn)小于能將金屬直接拉斷的恒力,也會(huì)使它的機(jī)械性能逐漸變?nèi)醪⒆罱K損毀。金屬的這種現(xiàn)象和人在長(zhǎng)期工作下的疲勞非常像,科學(xué)家們便形象地稱(chēng)其為“金屬疲勞”。
雖然很多人都沒(méi)聽(tīng)過(guò)金屬疲勞的事兒,但它卻廣泛潛伏在人們的日常生活中,常常引發(fā)出人意料的嚴(yán)重事故。據(jù)估計(jì),約90%的機(jī)械事故都和金屬疲勞有關(guān)??此茍?jiān)硬的金屬為什么會(huì)疲勞呢?
正所謂“黃金無(wú)足色,白璧有微瑕”,我們目前所用的金屬并非是完美的,在加工或使用的過(guò)程中,金屬總會(huì)存在一些缺陷,比如內(nèi)部有雜質(zhì)或孔洞、表面有劃痕。這些缺陷往往只有微米量級(jí),很難通過(guò)肉眼觀察,如果給金屬施加一個(gè)不變的拉力,它們并不容易產(chǎn)生裂縫??扇绻饬κ欠磸?fù)變化的,一會(huì)兒是拉力一會(huì)兒是壓力,一部分能量就會(huì)轉(zhuǎn)換成熱,積累在金屬內(nèi)部,一旦超過(guò)某個(gè)限度,金屬就很容易在缺陷處發(fā)生原子間的化學(xué)鍵斷裂,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。
1998年,德國(guó)一列高速行駛的動(dòng)車(chē)因車(chē)輪輪箍的疲勞斷裂而脫軌,造成100余人死亡……
由于金屬疲勞是較小的外力反復(fù)長(zhǎng)期作用的結(jié)果,金屬在開(kāi)裂前基本沒(méi)有明顯的塑性變形,因此往往很難提前發(fā)現(xiàn)金屬的疲勞。難道我們就對(duì)邪惡的金屬疲勞束手無(wú)策了嗎?非也。經(jīng)過(guò)科學(xué)家們的不懈努力,如今已有多種方法可以檢測(cè)金屬的疲勞,超聲波、紅外線、γ射線等都能對(duì)金屬進(jìn)行體檢。日本的科學(xué)家還發(fā)明了一種摻入鈦酸鉛粉末的特殊涂料,在敲擊金屬時(shí),金屬表面的涂料薄膜中會(huì)有電流通過(guò),且電流的大小和金屬的疲勞程度有關(guān),通過(guò)測(cè)量這股電流,便可知道金屬究竟有多“累”。
為了減少金屬疲勞事故的發(fā)生,科學(xué)家們?cè)诮饘俚闹苽浜褪褂眠^(guò)程中也做足了功夫。我們?cè)谏钪薪佑|到的機(jī)械幾乎都是用合金制成的,而很少采用單一金屬,這是由于合金中的幾種物質(zhì)能填補(bǔ)彼此的空隙,有效提高金屬抵抗疲勞的能力。在加工和使用金屬零件時(shí),保持表面光潔、遠(yuǎn)離腐蝕環(huán)境,也能有效減少疲勞的發(fā)生。盡管如此,由于影響因素非常復(fù)雜,如今想要完全避免金屬疲勞仍是不可能的,科學(xué)家們的研究之路依舊漫長(zhǎng)。
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