莫納什大學（Monash University）是一所位於澳大利亞墨爾本的公共研究型大學，其工程師進行了一項世界首創的研究，他們已經證明高強度鋁合金的疲勞壽命提高了25倍，這對運輸制造業來說是一個重大的成果。
根據演示，研究人員聲稱，高強度鋁合金的疲勞性能差是由於被稱爲“沉澱自由區”（PFZs）的薄弱環節所致。
蒙納士大學材料科學與工程教授克裏斯託弗·哈欽森（Christopher Hutchinson）教授領導了該團隊，他能夠制造鋁合金微結構，該微結構可以在運行時修復薄弱環節（即一種自修復）。
與當前最先進的合金相比，高強度鋁合金的使用壽命可以提高25倍。
目前使用的第二種最受歡迎的工程合金是鋁合金，與鋼相比，它們重量輕(密度的1/3) ，無磁性，並且具有優良的耐腐蝕性。
鋁合金對運輸應用很重要，因爲它們輕，這提高了燃油效率，然而，與具有類似強度的鋼相比，鋁合金的疲勞性能非常差。
哈欽森教授說: “當使用鋁合金運輸時，設計必須補償鋁合金的疲勞極限。這意味着使用的材料比制造商希望的要多，結構也比我們希望的要重。”
“所有工程合金故障的百分之八十是由於金屬疲勞造成的。疲勞是由交變應力引起的失效，在制造業和工程行業是一個大問題，” 哈欽森教授說。
“想象一下，你手裏拿着一個金屬回形針，試圖把它折斷。一個人不能。然而，如果你把它彎曲成一個方向，然後是另一個方向，來回彎曲幾次，金屬就會斷裂。
“這是‘疲勞破壞（failure by fatigue）’ ，對於火車、汽車、卡車和飛機等所有運輸應用中使用的材料來說，這都是一個重要的考慮因素。”
疲勞破壞是分階段進行的。替代應力導致微觀可塑性（由於應力而發生永久性變化），並以材料中薄弱環節處可塑性局部化的形式積累損傷。
塑性定位會催化疲勞裂紋。該裂紋擴展並導致最終斷裂。
通過使用市售的 AA2024、 AA6061和 AA7050鋁合金，研究人員利用了疲勞早期階段賦予材料的機械能來修復微觀結構（PFZ）中的薄弱點。
這強烈地延遲了塑性局部化和疲勞裂紋的發生，提高了疲勞壽命和強度。
哈欽森教授說: “這些發現對於運輸制造業意義重大，因爲對燃油效率高、輕便耐用的飛機、汽車、卡車和火車的需求持續增長。”
“我們的研究表明，在用於動態載荷應用的鋁合金的微觀結構設計中發生了概念上的變化。”他說。
“與其設計一個強大的微觀結構，並希望它在疲勞加載時盡可能長時間保持穩定，我們認識到微觀結構將被動態加載改變，因此，設計了一個起始微觀結構(可能具有較低的靜態強度) ，這種改變的方式，其疲勞性能得到顯著改善。”
”在這方面，對結構進行了訓練，並利用訓練時間表來治療本來代表薄弱環節的 PFZs。該方法具有一定的通用性，可應用於其它含有 PFZs 的沉澱硬化合金，疲勞性能是其重要考慮因素
克裏斯託弗 · 哈欽森(christopherhutchinson)教授領導了這項名爲“訓練高強度鋁合金抵抗疲勞”的研究。研究的合著者是 Qi Zhang，Dr Yuman Zhu，Dr Xiang Gao 和 Dr Yuxiang Wu (蒙納士大學材料科學與工程系)。這項工作由澳大利亞研究委員會資助。
（九商雲匯編譯，來源：AlCircle；原文網址：https://www.alcircle.com/news/monash-university-engineers-reveals-improvements-in-the-fatigue-life-of-high-strength-aluminium-alloys-by-25-times-59361）
