材料力學(xué)分析之泰坦尼克號(hào)的沉沒(méi)

遠(yuǎn)祥

1912 年 4 月的一天,，號(hào)稱(chēng)「永不沉沒(méi)」的泰坦尼克號(hào)遭遇了一場(chǎng)曠世海難,，輪船在航行時(shí)，和冰山發(fā)生了死亡之吻——船體右舷被海平面下的冰山體撕開(kāi)一條口子,，船的前部吃水線(xiàn)下鉚釘斷裂,，貨艙開(kāi)始迅速滲入海水。
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為什么“永不沉沒(méi)的巨輪在撞上冰山3個(gè)小時(shí)后就沉沒(méi)了”,？

  J! r1 q- I( \' S號(hào)稱(chēng)“永不沉沒(méi)”的泰坦尼克號(hào)首航即沉沒(méi)于冰海,，成了20世紀(jì)令人難以釋?xiě)训谋瘧K海難。全英乃至全球都對(duì)此次海難表示無(wú)法接受,，眾多人士對(duì)此發(fā)表自己的看法,，甚至連UFO都出現(xiàn)在公眾的視線(xiàn)。但泰坦尼克號(hào)為何會(huì)如此迅速沉沒(méi)依舊是一個(gè)未解的謎底,。
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泰坦尼克號(hào)殘骸
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自1985年開(kāi)始,，探險(xiǎn)家們數(shù)次探潛到12612英尺（1英尺=0.3048m）深的海底研究這一沉船，找出遺物,。在1995年2月,，R Gannon在美國(guó)《科學(xué)大眾》（popular science）雜志發(fā)表文章，他回答了這個(gè)困擾世人80多年的未解之謎——早年的泰坦尼克號(hào)采用了含硫高的鋼板,，韌性很差,，特別是在低溫呈現(xiàn)脆性。這就是導(dǎo)致“皇家郵輪”迅速沉沒(méi)的癥結(jié),。

泰坦尼克號(hào)全船共分為16個(gè)水密艙,，連接各艙的水密門(mén)可通過(guò)電開(kāi)關(guān)統(tǒng)一關(guān)閉。泰坦尼克號(hào)良好的防水措施,，使得它在任意4個(gè)水密艙進(jìn)水的情況下都不會(huì)沉沒(méi),。但實(shí)際上防水壁并沒(méi)有穿過(guò)整個(gè)甲板，僅僅達(dá)到了E層甲板,。 如此高配置的豪華郵輪確實(shí)是不應(yīng)該沉沒(méi)的,，但是泰坦尼克號(hào)在水線(xiàn)上下的300英尺的船體由10張30英尺長(zhǎng)的高含硫量脆性鋼板焊接而成，長(zhǎng)長(zhǎng)的焊縫在冰水中因撞擊冰山而裂開(kāi),，脆性焊縫無(wú)異于一條300英尺長(zhǎng)的大拉鏈,，使船體產(chǎn)生很長(zhǎng)的裂紋，海水大量涌入使船迅速沉沒(méi),。
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2 a: k5 G  ]  x/ ^+ r5 G那么為什么高含硫量的鋼板就導(dǎo)致了脆性呢,？

首先，由于當(dāng)時(shí)造船廠(chǎng)的生產(chǎn)技術(shù)還比較落后，在鋼板制造過(guò)程中,，生鐵會(huì)因使用的燃料（含硫）而混入較多的硫,，在固態(tài)下，硫在生鐵中的溶解度極小,，以FeS的形式存在鋼中,，而FeS的塑性較差，所以導(dǎo)致鋼板的脆性較大,，更嚴(yán)重的是,，F(xiàn)eS與Fe可形成低熔點(diǎn)（985℃）的共晶體，分布在奧氏體的晶界上,。

' \2 t& c% i8 p+ `當(dāng)鋼加熱到約1200℃進(jìn)行熱壓力加工時(shí)，晶界上的共晶體已溶化,，晶粒間結(jié)合被破壞,，使鋼材在加工過(guò)程中沿晶界開(kāi)裂，這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱脆性,。為了消除硫的有害作用,，必須增加鋼中的含錳量。因?yàn)樵齑�工程師只考慮到要增加鋼的強(qiáng)度．而沒(méi)考慮增加其韌性,，所以在制造船體的時(shí)候已經(jīng)留下很大的隱患,。
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5 a6 w1 s  z! t* z" u1 p第二點(diǎn)，是泰坦尼克號(hào)航行的海域,。泰坦尼克號(hào)沉沒(méi)的海域是大西洋,，當(dāng)時(shí)的水溫在-40℃~0℃，據(jù)后來(lái)的失效分析專(zhuān)家稱(chēng)：把殘骸的金屬碎片與如今的造船鋼材作一對(duì)比試驗(yàn),，發(fā)現(xiàn)在“泰坦尼克號(hào)”沉沒(méi)地點(diǎn)的水溫中,，如今的造船鋼材在受到撞擊時(shí)可彎成V形，而殘骸上的鋼材則因韌性不夠而很快斷裂,。由此發(fā)現(xiàn)了泰坦尼克號(hào)所使用鋼材的冷脆性,，即在-40℃~0℃的溫度下，鋼材的力學(xué)行為由韌性變成脆性,，從而導(dǎo)致災(zāi)難性的脆性斷裂,。而用現(xiàn)代技術(shù)煉的鋼只有在-70℃~-60℃的溫度下才會(huì)變脆。所以環(huán)境因素加上船體材料的致命缺陷導(dǎo)致了泰坦尼克號(hào)海難的發(fā)生,。

各社區(qū)的大神們?cè)趺纯�,，有沒(méi)有補(bǔ)充的。,。,。

陸奇亮

厲害,！

我在跑

樓主對(duì)材料晶格有什么看法,，能不能承擔(dān)起樓下說(shuō)的厲害二字

廣州粵研鐘彥華

發(fā)一組泰坦尼克號(hào)的照片給大家看看，讓我感覺(jué)震撼的是有錢(qián)人和船員遇難比例并不比普通人少
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瑞香

那部電影看了好幾遍

廣州粵研鐘彥華

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廣州粵研鐘彥華

廣州粵研鐘彥華

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wryp

-40攝氏度的海水？？,？