金属疲劳成因与用处

2014-07-07 18:51:26 admin 103

       人们所见到的金属,看起来熠光闪闪、铮铮筋骨,被广泛用来制作机器、兵刃、舰船、飞机等等。其实,金属也有它的短处。在各种外力的反复作用下,可以产生疲劳状态,而且,一旦产生疲劳就会因不能得到恢复而造成十分严重的后果。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。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。炒菜时铝铲折断、挖地时铁锨断裂、刨地时铁镐从中一分为二等现象更是屡见不鲜。

  为什么金属疲劳时会产生破坏作用呢?这是因为金属内部结构并不均匀,从而造成应力传递的不平衡,有的地方会成为应力集中区。与此同时,金属内部的缺陷处还存在许多微小的裂纹。在力的持续作用下,裂纹会越来越大,材料中能够传递应力部分越来越少,直至剩余部分不能继续传递负载时,金属构件就会全部毁坏。

  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。直到显微镜和电子显微镜相继出现之后,使人类在揭开金属疲劳秘密的道路上不断取得新的成果,并且有了巧妙的办法来对付这个大敌。

  在金属材料中添加各种“维生素”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。随着科学技术的发展,现已出现“金属免疫疗法”新技术,通过事先引入的办法来增强金属的疲劳强度,以抵抗疲劳损坏。此外,在金属构件上,应尽量减少薄弱环节,还可以用一些辅助性工艺增加表面光洁度,以免发生锈蚀。对产生震动的机械设备要采取防震措施,以减少金属疲劳的可能性。在必要的时候,要进行对金属内部结构的检测,对防止金属疲劳也很有好处。

  金属疲劳所产生的裂纹会给人类带来灾难。然而,也有另外的用处。现在,利用金属疲劳断裂特性制造的应力断料机已经诞生。可以对各种性能的金属和非金属在某一切口产生疲劳断裂进行加工。这个过程只需要1―2秒钟的时间,而且,越是难以切削的材料,越容易通过这种加工来满足人们的需要。

 

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