機械結構 | 為什么泰坦尼克號會(huì )沉沒(méi)？

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”？

    號稱(chēng)“永不沉沒(méi)”的泰坦尼克號首航即沉沒(méi)于冰海，成了20世紀令人難以釋?xiě)训谋瘧K海難。全英乃至全球都對此次海難表示無(wú)法接受，眾多人士對此發(fā)表自己的看法，甚至連UFO都出現在公眾的視線(xiàn)。但泰坦尼克號為何會(huì )如此迅速沉沒(méi)依舊是一個(gè)未解的謎底。

泰坦尼克號殘骸

    自1985年開(kāi)始，探險家們數次探潛到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《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——早年的泰坦尼克號采用了含硫高的鋼板，韌性很差，特別是在低溫呈現脆性。這就是導致“皇家郵輪”迅速沉沒(méi)的癥結。

    泰坦尼克號全船共分為16個(gè)水密艙，連接各艙的水密門(mén)可通過(guò)電開(kāi)關(guān)統一關(guān)閉。泰坦尼克號良好的防水措施，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，僅僅達到了E層甲板。 如此高配置的豪華郵輪確實(shí)是不應該沉沒(méi)的，但是泰坦尼克號在水線(xiàn)上下的300英尺的船體由10張30英尺長(cháng)的高含硫量脆性鋼板焊接而成，長(cháng)長(cháng)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(cháng)的大拉鏈，使船體產(chǎn)生很長(cháng)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致了脆性呢？

     當鋼加熱到約1200℃進(jìn)行熱壓力加工時(shí)，晶界上的共晶體已溶化，晶粒間結合被破壞，使鋼材在加工過(guò)程中沿晶界開(kāi)裂，這種現象稱(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。因為造船工程師只考慮到要增加鋼的強度．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)，是泰坦尼克號航行的海域。泰坦尼克號沉沒(méi)的海域是大西洋，當時(shí)的水溫在-40℃~0℃，據后來(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比試驗，發(fā)現在“泰坦尼克號”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)現了泰坦尼克號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，從而導致災難性的脆性斷裂。而用現代技術(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致了泰坦尼克號海難的發(fā)生。