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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”?
號(hào)稱“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)令人難以釋懷的悲慘海難。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。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。
泰坦尼克號(hào)殘骸
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)。
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。
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)樵齑こ處熤豢紤]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。
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)的失效分析專家稱: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。
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