現象簡介
當材料和結構受到多次重複變化的載荷作用後，應力值雖然始終沒有超過材料的強度極限，甚至比彈性極限還低的情況下就可能發生破壞，這種在交變載荷重複作用下材料和結構的破壞現象，就叫做金屬的疲勞破壞。但其實這種現象不限於固體金屬，許多固體材料也都有這種現象發生，例如塑膠、碳纖維、陶瓷、玻璃等等。
金屬疲勞是造成機械損壞的重要原因，可能直接導致事故的發生，因此所有機械皆需定期檢查、維修、更換零件。
物理原理
人的疲勞感覺來自於長期的勞累或一次過重的負荷，金屬也是一樣。金屬的機械性能會隨著時間而漸漸變弱，這就是金屬的疲勞。嘉峪檢測網在正常使用機械時，重複的推、拉、扭或其他的外力情況都會造成機械部件中金屬的疲勞。這是因為機械受壓時，金屬中原子的排列會大大改變，從而使金屬原子間的化學鍵斷裂，導致金屬裂開。
主要原因
這是因為金屬內部結構並不均勻，從而造成應力傳遞的不平衡，有的地方會成為應力集中區。與此同時，金屬內部的缺陷處還存在許多微小的裂紋。在力的持續作用下，裂紋會越來越大，材料中能夠傳遞應力部分越來越少，直至剩餘部分不能繼續傳遞負載時，金屬構件就會全部毀壞。
科學研究
金屬體檢
科學研究表明，金屬疲勞並非完全難以檢測。嘉峪檢測網應用科學的檢測手段避免了不少因金屬疲勞而可能發生的事故。科學家證實，汽車剎車突然失靈而掉下懸崖、飛機發動機突然爆裂、強風使鐵橋崩塌等慘禍發生前，剎車、機身、橋梁上都會產生異常震動，這實際上就是「金屬疲勞」的一種徵兆。所以，當工程師設計飛機、汽車、橋梁或其他機械時，都必須考慮到金屬疲勞問題，並對這些金屬建築或機械定期「體檢」，以確保安全。
所有金屬表面都存在微小缺陷，有的肉眼看得見，有的肉眼看不見。這些瑕疵都會使得應力在該處產生，從而導致金屬開始裂開。所以，當一次負載過重或是多次猛烈晃動，都會導致金屬疲勞而從瑕疵處裂開。現在，冶金學家可以用顯微鏡來檢視金屬表面看不見的瑕疵，他們研究如何以最好的方法來保護金屬，以避免金屬疲勞。
給金屬過度加壓或扭轉會導致金屬疲勞。由於這個原因，在使用金屬部件時，工程師必須要測試金屬的結構，用電子計量器可以測量壓力以及因壓力所造成的傷害。冶金學家通過研究金屬的破裂狀況，可以更加了解金屬的結構，從而研究出減少金屬破裂的概率。
聰明塗料
日本原子能研究所的研究人員研製出了一種「聰明塗料」，這種塗料初看和普通塗料沒什麼區別，但實際上塗料中摻入了鈦酸鉛粉末。將「聰明塗料」塗在金屬板上，再敲擊金屬板使其震動，塗膜中會產生電流，這便可作為研究人員分析金屬疲勞程度的信息。例如，將「聰明塗料」塗在飛機機翼上，然後經常測定塗膜中產生的電流，一旦發現異常電流，立即實施緊急精密檢查，及時查明原因，便可排除事故隱患。
抵抗方法
自古人們就知道「強壯」金屬的方法，那就是鍛鍊它們，令它們「百鍊成鋼」。現在我們所說的「鍛鍊身體」一詞，其實就來源於對金屬的鍛鍊。鍛鍊金屬的方法是熱處理，例如對鋼不斷回火和捶打，使其韌化，減弱金屬容易疲勞的特性。
人們想到的另外一個方法是向單一金屬中摻入其他物質，填補金屬中的空隙和瑕疵。如果摻入的物質是金屬，就可以製造出合金，用兩種金屬相互填充空隙的方法來彌補瑕疵，並使得金屬強度增高。如在金屬中加入碳，可以製造出高強度碳鋼；金屬材料中添加各種「維生素」是增強金屬抗疲勞的有效辦法。例如，在鋼鐵和有色金屬裡，加進萬分之幾或千萬分之幾的稀土元素，就可以大大提高這些金屬抗疲勞的本領，延長使用壽命。隨著科學技術的發展，現已出現「金屬免疫療法」新技術，通過事先引入的辦法來增強金屬的疲勞強度，以抵抗疲勞損壞。此外，在金屬構件上，應儘量減少薄弱環節，還可以用一些輔助性工藝增加表面光潔度，以免發生鏽蝕。對產生震動的機械設備要採取防震措施，以減少金屬疲勞的可能性。在必要的時候，要進行對金屬內部結構的檢測，對防止金屬疲勞也很有好處。
現在，利用金屬疲勞斷裂特性製造的應力斷料機已經誕生。可以對各種性能的金屬和非金屬在某一切口產生疲勞斷裂進行加工。這個過程只需要1―2秒鐘的時間，而且，越是難以切削的材料，越容易通過這種加工來滿足人們的需要。
來源：網絡
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