材料是人类赖以生存和发展的物质基础，材料与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关。人们曾把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。然而大量的事实证明，材料的失效带来的灾难和损失是不可估量的。材料的提前失效，主要来源于材料在运行环境、制造环境和自然环境的作用下引发的腐蚀、磨损 （ 摩擦磨损磨蚀 ）、疲劳 （ 疲劳与腐蚀疲劳 ） 造成的，它们给世界各个国家都造成过重大损失，引发过许多重大事故。

    1、台湾高雄燃气爆炸事故

    2014 年 8 月 1 日台湾高雄发生的燃气爆炸事故，原因是管道老旧造成的接缝泄漏，或是雨水造成的管道腐蚀，从而造成燃气的泄漏，引起爆炸。

    2、青岛“11.22”事故

    2013 年，山东省青岛市发生的“11·22”中石化东黄输油管道泄漏爆炸重大事故，直接原因正是输油管道与排水暗渠交汇处管道腐蚀减薄、管道破裂，引发爆炸。

    3、哥伦比亚号航天飞机：裂痕

    2003 年 2 月 1 日，美国东部时间上午 9：00，“哥伦比亚”号航天飞机在返航时失事解体，7 名机组宇航员全部遇难。根据航天飞机残骸材料分析结果显示，左机翼隔热瓦受损是导致失事的主要原因。一块冷冻的隔热瓦发生脱落，砸在了左翼复合材料面板下半部分，造成了裂痕。在返航时，高温粒子进入裂痕，使机翼铝合金、铁基合金、镍基合金熔化，从而导致飞机失控、解体。

    4、日本福岛严重的核泄漏

    2011 年 3 月 11 日，日本发生里氏 9.0 级地震并引发高达 10 米的强烈海啸，日本福岛核电站建筑物不幸爆炸，引发了高温核燃料泄漏。德国 GEOMAR Helmholtz Centre 预测2018 年整个太平洋将被福岛核废水灾难性地全面污染。造成此次灾难的原因之一是超役工作，设备老化。日本专家在分析核电站泄漏事故原因时也认为是设备老化所致，包括原子炉压力容器的中性子脆化、压力抑制室出现腐蚀等。从这次事故发生后出现阀门失灵等现象分析也能证实这一点。

    5、德国高速列车：疲劳断裂

    1998 年 6 月 3 日，由慕尼黑开往汉堡的德国 ICE884 次高速列车在运行至距汉诺威东北方向附近的小镇埃舍德时，发生了第二次世界大战后德国最为惨重的列车脱轨行车事故。事故发生后 12 辆拖车全部脱轨。造成 101 人死亡，88 人重伤。事后经分析，该列车的橡胶弹性车轮是引起本次事故的原因之一。该列车的轮箍是轧制的无缝钢圈，通过热效应压在轮心上，轮心是铸钢轮体，中间有一层橡胶体。轮箍轧制时残留气泡或矿碴，在高压负荷动力作用下，就可能开裂，当然也可能是由于轮箍材料老化产生“疲劳断裂”所致。

    6、“应力腐蚀”引发空难

    早期英国彗星式民用客机、美国 F11 战斗机由于应力腐蚀发生空中坠毁，一时在国际上引起轰动，腐蚀也会引起机毁人亡。随着高强度、超高强度材料的使用，沿海或海上用飞机的增多，腐蚀引发的事故不断，见怪不怪，腐蚀确实会诱发飞行事故，逐渐被人们所认识。

    1982 年一架日本航空公司的 DC-8 客机在上海机场着陆时，冲出跑道， 造成几十人受伤，事后查明是紧急刹车用的高压气瓶内壁应力腐蚀开裂而爆破，损坏了液压系统及部分附件，致使正常刹车和应急刹车系统全部失效而酿成事故。

    7、挑战者号航天飞机：低温失效

    1986 年 1 月 28 日，美国东部时间 11:38，挑战者号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心升空。结果 73 秒后，航天飞机凌空爆炸，机上所有 7 名宇航员全部遇难。后续的事故调查分析表明，由于发射时外部温度低于火箭推进器的工作温度，燃料箱底部的 2 个O 型密封圈因低温而失效，进而导致燃料泄露而引发爆炸。著名物理学家费曼曾在国会通过演示一个小实验来证明这种观点。他将橡胶圈用镊子夹住，放进冰水中片刻后再度夹起，结果发现橡胶圈上留下了镊子的痕迹，说明 O 环的材料在低温下会失去弹性。

    8、台湾民航客机：失事

    1981 年我国台湾民航客机 b-737空中失事，其原因是机身下部高强度铝合金结构件多处发生严重的晶间腐蚀和剥蚀，进而形成裂纹。

    9、拉克气田：应力腐蚀开裂

    法国的拉克气田 1951 年因设备发生了应力腐蚀开裂得不到解决，不得不推迟到 1957 年才全面开发。

    10、 泰坦尼克：低温脆性

    1912 年 4 月 14 日，英国豪华游轮泰坦尼克号撞上冰山，随后船裂成两半后沉入大海，船上 1500 多人丧生。泰坦尼克号海难被认为是和平时期死伤人数最惨重的海难之一。当时，泰坦尼克号被认为是“永不沉没”，巨大的反差令人百思不得其解。经过数十年的探索发现，泰坦尼克所使用的含硫钢板在低温呈现脆性是导致其沉没的主要原因。受限于冶炼水平，泰坦尼克号所使用的钢材含硫量很高，所以脆性很高。再加上当时航行海域的水温在 -40℃ -0℃之间，钢材的力学行为由韧性变成脆性，从而导致灾难性的脆性断裂。

    几点启示

    实际上人类在进步的过程中，大量的进步是出自于“发生了问题”“造成了危害”“引发了事故”所带来的，是它们“教训”了我们，千干万万的进步就是这样“教训”出来的，“失败是成功之母”！

    为此，人们对各种工业产品所用材料的环境作用进行了概括，它包括：

    （1） 在加工制造过程中，损伤了材料固有的耐蚀性、耐摩性和耐疲劳性能，留下了隐患。

    （2） 在使用运行过程中，动应力、静应力、温度、压力、介质等对制成为零部件的材料发生了破坏作用。

    （3） 在停机或使用过程中，各种自然环境，包括湿度、温度、气压、大气污染等的腐蚀作用。这三种作用往往是协同进行，互为加重，使材料提前失效，引发了种种事故，造成了难以挽回的损失：发生严重事故，危害世界各国人民的生命财产安全；造成这些国家严重的经济损失；阻碍这些国家高新技术的发展；造成大量的材料损失、浪费、污染环境；造成大量的能源消耗；污染环境、危害地球、影响人类的可持续发展。

    为此，人们需要总结一套减少事故、提高使用可靠性、安全性、经济性和耐久性，延长材料使用寿命的理论、原则、技术和措施。其中有许多的进步，甚至重大进步来自于材料的腐蚀、摩擦磨损磨蚀、疲劳与腐蚀疲劳“引发了事故”的“教训”中产生的。

    各有关部门和行业应引起足够的重视、它不是一个简单的问题，它是一个从设计开始，贯穿于设计、制造、使用、维护维修和管理复杂的系统工程，需要实施相关人员全员参与的、全系统、全方位、全过程的全面控制，才能达到“精心设计、精心制造、精心使用”，确保运行的可靠性和耐久性，这样才能获得满意的结果，达到可持续发展和保护地球的真正目的。