金属也会疲劳

周军

生活中，我们可能遇到过这样的现象：在没有任何工具的情况下，你无论使用多大的外力，都不能用手轻易地把一条细铁丝拉断；如果先用手将细铁丝捋直，再用较小的力来回弯折几次，无需多时便能将它折断。

如果施加的外力时而是拉力，时而是压力，会导致部分能量转换成热能，积累到某个限度时，金属构件就会发生开裂。对于这种现象，科学家有着共识，并将破坏产生的原因归结为金属疲劳。

金属也会疲劳吗？科学家给出的答案是：会的。金属跟人体一样，超过了一定限度就会产生疲劳。所谓金属疲劳，一般是指材料、零构件在循环应力或循环应变的作用下，在一处或几处逐渐产生局部永久性的累积损伤，经一定循环次数后，产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。

金属疲劳是变化的外力反复长期作用带来的结果。但因为金属在开裂前基本没有明显的变形，因此人们很难提前发现。同时，不同于人感到疲劳后稍加休息便可重新恢复体力，金属疲劳是不可逆的。

据统计，在现代机器设备中，大部分零部件损坏都是由金属疲劳造成的。金属疲劳导致的细小裂缝，甚至会引发轮船沉没、飞机坠毁、桥梁倒塌等灾难性事故。

1985年，日本航空公司的一架波音飞机坠毁，导致数百人罹难。经查，事故的起因是机尾处压力壁面板出现了金属疲劳；1998年，德国某列车发生严重脱轨事故，其诱因也是一只发生金属疲劳的车轮钢圈……在历史上，因金属疲劳导致的灾难性事故并不少见，如果不能及时发现并定位疲劳损伤结构，其造成的损失难以估量。

瑞士推出一种加入自修复剂的复合材料，使得受损部位获得“再生”的本领。当飞机外部出现损伤，只需利用便携式热空气喷枪将受损部位加热至150℃，即可激活材料内部的修复剂。只需60秒的时间，受损部位便可在不改变材料原有结构的情况下实现自我修复，且材料的抗裂能力还会提升至原材料的1.3倍。

在航空航天飞行器、舰船及车辆装备等领域，这种具备再生能力的复合材料拥有广阔的应用前景。