上周，一把中国菜刀在拍摄大蒜时折断，大蒜被列入热门新闻搜索名单，引发了激烈的公众辩论。具有一定冶金技术和机械加工知识的人不难理解此类事故的原因：

现代中国主流菜刀的主要结构是一块整体形状的钢板，一侧带有刀刃。整体经过热处理以调整其硬度和韧性。就原材料、工艺和应力结构而言，它是一种简单、成熟和基本的产品。此类质量控制问题也可能发生在航空航天行业，该行业涉及大量金属原材料的加工、生产和应用。

2011年5月9日，澳航的一架波音747飞机在新加坡附近坠毁。据调查，这是一起航空发动机叶片疲劳断裂事故。图中显示了断裂的部分。一般来说，此类事故的主要原因是航空发动机在材料和工艺一致性方面的缺陷。

就原因而言，大蒜被拍和刀伤事件有两个主要诱发因素：原料的一致性和热处理过程的一致性，两者之间存在相关性。

如果同样的问题扩展到航空产品，它将以何种形式出现？

作为原材料，化学成分和微观结构的差异将导致机械性能的显著差异。

理想的金属原材料应与化学成分和相应的品牌标准高度一致，并且组织在整个材料中的分布应均匀。但在实际生产过程中，这并不是那么容易做到的。

铁是钢板的原材料，主要来自矿石或回收的废金属。实际上，每批铁和金属的成分都非常不同。

在工业体系不完善、管理和生产设备不先进、具体生产人员技术经验不丰富的情况下，如果不对每批原材料的差异进行准确的工艺方案调整，就很难生产出成分和微观结构高度一致的钢板材料。

成分和微观结构之间的这种不一致终将成为工具硬度/韧性等机械性能缺陷的根本原因，并将在后续加工过程（如热处理）中显著加剧。

如果钢板材料包含的镍太少而碳太多，并且结构成分不均匀，那么在制成工具后，低镍和高碳严重的局部区域的韧性和强度将特别差-一旦受到强烈冲击，该部分将成为断裂源。

钛合金试样经蓝色腐蚀后，表面呈蓝色，金属结构的不同区域会形成不同色度的表面氧化膜。黑圈是一种典型的夹渣缺陷，具有该缺陷的原材料不能用于制造钛合金航空发动机叶片。

在蓝色腐蚀下，钛合金α相偏析（内部化学成分和结构分布不均匀的现象）也非常明显。传统的硝酸/氢氟酸缺陷检测过程难以检测此类缺陷。

在航空产品中，特别是作为飞机动力核心产品的飞机发动机，这些问题也是设计和生产系统需要高度重视的领域。

例如，航空发动机的叶片和轴等高速旋转钛合金部件对原材料的成分和结构一致性有很高的要求。氧、氮和碳等化学成分的含量不标准和分布不均匀导致的偏析足以将第三代涡扇发动机压气机叶片的振动疲劳寿命降低到正常标准的数百甚至1000。