“金属疲劳”不容忽视

①常见的金属总是给人一种坚硬无比的感觉。其实，在各种外力的反复作用下，金属也可以产生疲劳，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。2002年5月25日，华航波音747-200型客机，由台北中正机场飞往香港途中，坠毁在澎湖外海，机上225名旅客及机组人员全部罹难。科学家经过考察和分析后判定，飞机失事主要是制作飞机的金属材料产生疲劳断裂而致。金属疲劳是十分普遍的现象，单就桥梁而言，仅在1938～1942年的4年时间里，世界各国因金属疲劳而损坏的便有40座。金属疲劳的现象同样会在人们的日常生活中发生，如行走中的自行车前叉折断、炒菜时铝铲折断、挖地时铁锨断裂。

②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，造成应力传递的不平衡，从而使有的地方成为应力集中区。它往往出现在金属构件外形突变处，导致构件出现裂纹。另外，如果材料有表面损伤、夹杂物，以及热加工造成的缺陷，也会产生细小裂纹。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。

③早在100多年以前，人们就发现了金属疲劳带来的种种损害，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，人类在揭开金属疲劳秘密的道路上才不断取得新的成果，并且有了巧妙的办法来对付这个大敌。

④在金属材料中添加各种“维生素”是增强金属抗疲劳性能的有效办法。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，目前已出现“金属免疫疗法”新技术，即引入残余压应力，如采用喷丸、表面冷滚压等方法来增强金属抗疲劳性能，以减少疲劳损坏。此外，在使用金属构件时，对产生震动的机械设备要采取防震措施，以延缓金属疲劳的产生。在必要的时候，进行对金属内部结构的检测，对防止金属疲劳也很有好处。

⑤金属疲劳所产生的裂纹尽管会给人类带来灾难，但也有另外的妙用。例如，利用金属疲劳断裂特性制造的应力断料机，可以对各种性能的金属和非金属在某一切口断裂处进行加工，这个过程只需要1―2秒钟，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。

18．结合第①段画线句的内容，说出“单就桥梁而言”这几个字不能删去的两个理由。（2分）

答：

19．文章第④段介绍了哪几类增强金属抗疲劳性能的办法？（2分）

答：

20．阅读下面的材料，借助文章相关知识，对下面的做法作出合理的解释。（2分）

【材料】

工作人员在设计金属构件外形时，多避免出现方形或带尖角的孔和槽；并使用磨削、精车加工等方法，对金属构件表面加工，增加表面光洁度。

答：

参考答案

18．答案示例： 如果删去“单就桥梁而言”，就无法与前面的“普遍的现象”相呼应；同时使后面的“损坏”一词缺少了涉及的对象。

（共2分。与“普遍的现象”相呼应1分，“缺少了涉及的对象”1分）

19．添加稀土金属 “金属免疫疗法”新技术 （共2分。每类办法1分）

20．答案示例： 工作人员设计金属构件时避免出现方形或带尖角的孔和槽，就避免金属构件外形成为应力集中区，防止了裂纹的产生；增加表面光洁度，也就是防止表面存在问题而产生裂纹。这两种做法都达到了防止金属疲劳的目的。（共2分。原理1分，结合材料解释1分）