材料是人類賴以生存和發展的物質基礎，材料與國民經濟建設、國防建設和人民生活密切相關。人們曾把信息、材料和能源譽為當代文明的三大支柱。然而大量的事實證明，材料的失效帶來的災難和損失是不可估量的。材料的提前失效，主要來源于材料在運行環境、制造環境和自然環境的作用下引發的腐蝕、磨損 （ 摩擦磨損磨蝕 ）、疲勞 （ 疲勞與腐蝕疲勞 ） 造成的，它們給世界各個國家都造成過重大損失，引發過許多重大事故。

    1、臺灣高雄燃氣爆炸事故

    2014 年 8 月 1 日臺灣高雄發生的燃氣爆炸事故，原因是管道老舊造成的接縫泄漏，或是雨水造成的管道腐蝕，從而造成燃氣的泄漏，引起爆炸。

    2、青島“11.22”事故

    2013 年，山東省青島市發生的“11·22”中石化東黃輸油管道泄漏爆炸重大事故，直接原因正是輸油管道與排水暗渠交匯處管道腐蝕減薄、管道破裂，引發爆炸。

    3、哥倫比亞號航天飛機：裂痕

    2003 年 2 月 1 日，美國東部時間上午 9：00，“哥倫比亞”號航天飛機在返航時失事解體，7 名機組宇航員全部遇難。根據航天飛機殘骸材料分析結果顯示，左機翼隔熱瓦受損是導致失事的主要原因。一塊冷凍的隔熱瓦發生脫落，砸在了左翼復合材料面板下半部分，造成了裂痕。在返航時，高溫粒子進入裂痕，使機翼鋁合金、鐵基合金、鎳基合金熔化，從而導致飛機失控、解體。

    4、日本福島嚴重的核泄漏

    2011 年 3 月 11 日，日本發生里氏 9.0 級地震并引發高達 10 米的強烈海嘯，日本福島核電站建筑物不幸爆炸，引發了高溫核燃料泄漏。德國 GEOMAR Helmholtz Centre 預測2018 年整個太平洋將被福島核廢水災難性地全面污染。造成此次災難的原因之一是超役工作，設備老化。日本專家在分析核電站泄漏事故原因時也認為是設備老化所致，包括原子爐壓力容器的中性子脆化、壓力抑制室出現腐蝕等。從這次事故發生后出現閥門失靈等現象分析也能證實這一點。

    5、德國高速列車：疲勞斷裂

    1998 年 6 月 3 日，由慕尼黑開往漢堡的德國 ICE884 次高速列車在運行至距漢諾威東北方向附近的小鎮埃舍德時，發生了第二次世界大戰后德國最為慘重的列車脫軌行車事故。事故發生后 12 輛拖車全部脫軌。造成 101 人死亡，88 人重傷。事后經分析，該列車的橡膠彈性車輪是引起本次事故的原因之一。該列車的輪箍是軋制的無縫鋼圈，通過熱效應壓在輪心上，輪心是鑄鋼輪體，中間有一層橡膠體。輪箍軋制時殘留氣泡或礦碴，在高壓負荷動力作用下，就可能開裂，當然也可能是由于輪箍材料老化產生“疲勞斷裂”所致。

    6、“應力腐蝕”引發空難

    早期英國彗星式民用客機、美國 F11 戰斗機由于應力腐蝕發生空中墜毀，一時在國際上引起轟動，腐蝕也會引起機毀人亡。隨著高強度、超高強度材料的使用，沿海或海上用飛機的增多，腐蝕引發的事故不斷，見怪不怪，腐蝕確實會誘發飛行事故，逐漸被人們所認識。

    1982 年一架日本航空公司的 DC-8 客機在上海機場著陸時，沖出跑道， 造成幾十人受傷，事后查明是緊急剎車用的高壓氣瓶內壁應力腐蝕開裂而爆破，損壞了液壓系統及部分附件，致使正常剎車和應急剎車系統全部失效而釀成事故。

    7、挑戰者號航天飛機：低溫失效

    1986 年 1 月 28 日，美國東部時間 11:38，挑戰者號航天飛機從佛羅里達州肯尼迪航天中心升空。結果 73 秒后，航天飛機凌空爆炸，機上所有 7 名宇航員全部遇難。后續的事故調查分析表明，由于發射時外部溫度低于火箭推進器的工作溫度，燃料箱底部的 2 個O 型密封圈因低溫而失效，進而導致燃料泄露而引發爆炸。著名物理學家費曼曾在國會通過演示一個小實驗來證明這種觀點。他將橡膠圈用鑷子夾住，放進冰水中片刻后再度夾起，結果發現橡膠圈上留下了鑷子的痕跡，說明 O 環的材料在低溫下會失去彈性。

    8、臺灣民航客機：失事

    1981 年我國臺灣民航客機 b-737空中失事，其原因是機身下部高強度鋁合金結構件多處發生嚴重的晶間腐蝕和剝蝕，進而形成裂紋。

    9、拉克氣田：應力腐蝕開裂

    法國的拉克氣田 1951 年因設備發生了應力腐蝕開裂得不到解決，不得不推遲到 1957 年才全面開發。

    10、 泰坦尼克：低溫脆性

    1912 年 4 月 14 日，英國豪華游輪泰坦尼克號撞上冰山，隨后船裂成兩半后沉入大海，船上 1500 多人喪生。泰坦尼克號海難被認為是和平時期死傷人數最慘重的海難之一。當時，泰坦尼克號被認為是“永不沉沒”，巨大的反差令人百思不得其解。經過數十年的探索發現，泰坦尼克所使用的含硫鋼板在低溫呈現脆性是導致其沉沒的主要原因。受限于冶煉水平，泰坦尼克號所使用的鋼材含硫量很高，所以脆性很高。再加上當時航行海域的水溫在 -40℃ -0℃之間，鋼材的力學行為由韌性變成脆性，從而導致災難性的脆性斷裂。

    幾點啟示

    實際上人類在進步的過程中，大量的進步是出自于“發生了問題”“造成了危害”“引發了事故”所帶來的，是它們“教訓”了我們，千干萬萬的進步就是這樣“教訓”出來的，“失敗是成功之母”！

    為此，人們對各種工業產品所用材料的環境作用進行了概括，它包括：

    （1） 在加工制造過程中，損傷了材料固有的耐蝕性、耐摩性和耐疲勞性能，留下了隱患。

    （2） 在使用運行過程中，動應力、靜應力、溫度、壓力、介質等對制成為零部件的材料發生了破壞作用。

    （3） 在停機或使用過程中，各種自然環境，包括濕度、溫度、氣壓、大氣污染等的腐蝕作用。這三種作用往往是協同進行，互為加重，使材料提前失效，引發了種種事故，造成了難以挽回的損失：發生嚴重事故，危害世界各國人民的生命財產安全；造成這些國家嚴重的經濟損失；阻礙這些國家高新技術的發展；造成大量的材料損失、浪費、污染環境；造成大量的能源消耗；污染環境、危害地球、影響人類的可持續發展。

    為此，人們需要總結一套減少事故、提高使用可靠性、安全性、經濟性和耐久性，延長材料使用壽命的理論、原則、技術和措施。其中有許多的進步，甚至重大進步來自于材料的腐蝕、摩擦磨損磨蝕、疲勞與腐蝕疲勞“引發了事故”的“教訓”中產生的。

    各有關部門和行業應引起足夠的重視、它不是一個簡單的問題，它是一個從設計開始，貫穿于設計、制造、使用、維護維修和管理復雜的系統工程，需要實施相關人員全員參與的、全系統、全方位、全過程的全面控制，才能達到“精心設計、精心制造、精心使用”，確保運行的可靠性和耐久性，這樣才能獲得滿意的結果，達到可持續發展和保護地球的真正目的。