金屬疲勞堪稱工程材料的"隱形殺手"，持續威脅著航空航天、能源裝備、交通運輸等重大工程領域的安全運行與可靠性保障。
8月4日，中國科學院金屬研究所研究員潘慶松和盧磊應邀在《自然-材料》發表觀點文章《金屬和合金的疲勞》，系統總結了金屬疲勞領域的研究基礎和進展，并提出了應對極端環境下金屬及合金材料疲勞失效挑戰的新策略，為未來抗疲勞材料設計提供了重要指導。
盡管人類研究金屬疲勞現象已近兩個世紀，它仍然是材料科學領域最具挑戰性的課題之一。
這一問題的嚴峻性在深空探測、深海開發、核能系統等極端環境應用中尤為凸顯——在這些苛刻條件下，材料承受復雜循環載荷時表現出的疲勞行為具有高度復雜性和不可預測性，可能導致災難性失效。
更值得關注的是，隨著新型材料體系的快速發展和工程應用場景的不斷拓展，傳統抗疲勞設計方法也面臨新的挑戰。
作者在文中強調，突破當前疲勞研究的困境，需要從兩方面協同推進：一方面深化對疲勞損傷微觀機制的基礎認知；另一方面需要創新性地整合材料設計、先進制備工藝、精準表征技術以及人工智能輔助分析等跨學科方法。多學科交叉融合的研究范式，不僅為開發具有優異疲勞抗性的低成本金屬材料提供了新思路，更有望重塑極端環境用材的設計理念。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41563-025-02308-5