飞机头 飞机头突然断掉：其实 金属也会累
百科你能想象飞机在飞行中机头突然折断吗？2007年，美军的一架F-15战斗机空在模拟空战争中有过如此惊心动魄的一幕。事故造成美国F-15战斗机大规模停飞，调查结果表明事故是飞机上一根金属纵梁疲劳所致。
无独有偶，2002年，一架从台湾省飞往香港的波音747客机解体坠毁在澎湖附近海域，造成包括机组人员在内的225人不幸遇难。
经调查发现，飞机某修复蒙皮出现严重金属疲劳开裂，导致尾翼脱落，最终导致机舱失压解体。
看到这里，很多小伙伴会想:人累了就会累，金属怎么会累呢？
F-15战斗机机头和机身分离及飞行员座舱弹射
F-15的飞行事故是由图中纵梁的疲劳引起的
生活经验告诉我们，手工断丝是很难的，但是折几次就很容易断了。
这说明即使反复的外力远远小于能直接破坏金属的恒力，其力学性能也会逐渐减弱，最终被破坏。
金属的这种现象很像人在长期工作下的疲劳，科学家们形象地称之为“金属疲劳”。
金属疲劳的例子
虽然很多人从未听说过金属疲劳，但它广泛潜伏在人们的日常生活中，往往会造成意想不到的严重事故。据估计，约90%的机械事故与金属疲劳有关。
那么，为什么看似坚硬的金属会疲劳呢？
俗话说“金无足赤，白玉有微瑕”，我们目前使用的金属并不完美。在加工或使用过程中，金属中总是存在一些缺陷，如内部有杂质或孔洞，表面有划痕。这些缺陷往往只有微米大小，肉眼难以观察。如果对金属施加恒定的拉力，它们就不容易破裂。
但如果外力反复变化，一个力矩是拉力，一个力矩是压力，一部分能量会转化为热量，积聚在金属中。一旦超过一定限度，金属就容易在缺陷处破坏原子间的化学键，导致结构开裂。
用显微镜观察金属缺陷和从缺陷开始的金属疲劳开裂过程
如果人过度疲劳，往往会导致疾病甚至死亡。如果金属疲劳，会带来更大的危害，甚至造成大规模伤亡。
除了上面提到的飞行事故，船舶、火车、桥梁、汽车等。经常因金属疲劳而遭受灾难:
第二次世界大战期间，美国5000艘货船发生近1000起金属疲劳事故，200多艘货船完全停止进食；1998年，德国一列高速动车因轮辋疲劳断裂脱轨，造成100多人死亡...
1998年，德国历史上最严重的火车事故是由车轮和轮胎的疲劳断裂造成的
由于金属疲劳是小外力长期反复作用的结果，开裂前金属没有明显的塑性变形，所以往往很难提前发现金属疲劳。
我们对邪恶的金属疲劳无能为力吗？也不是。
通过科学家的不懈努力，检测金属疲劳的方法有很多，如超声波、红外线、γ射线等。
日本科学家还发明了一种掺杂钛酸铅粉末的特殊涂层。撞击金属时，会有电流通过金属表面的镀膜，电流与金属的疲劳程度有关。通过测量这个电流，我们可以知道金属有多累。
为了减少金属疲劳事故的发生，科学家们在金属的制备和使用方面付出了巨大的努力。
我们生活中接触到的机器几乎都是合金的，但很少使用单一金属。这是因为合金中的几种物质可以互相填充空间隙，有效提高金属的抗疲劳性能。
在加工和使用金属零件时，保持表面清洁，远离腐蚀环境，也能有效减少疲劳的发生。
然而，由于影响因素复杂，仍然不可能完全避免金属疲劳，科学家们还有很长的路要走。