今天来给大家分享一篇发表在Nature上的文章：Location & size: defects close to surfaces dominate fatigue crack initiation，讲述的是金属铸件上的缺陷对疲劳裂纹扩展的影响。之所以聊到这个话题，是因为我个人的一些想法和那篇文章的作者不约而同。分享出来，也和大家讨论一下，看看大家的看法和经验。
我们知道金属铸件在冷却凝固的过程中或多或少的会产生诸如缩孔之类的缺陷，而这些缺陷会显著改变零部件的疲劳寿命。有的缺陷分布在表面上，有的缺陷分布在内部，但是两者究竟哪个更危险研究的人员并多少，大家对这方面的了解也知之甚少。
有的厂家会对铸件的缺陷做出规定，比如在多大的区域范围内允许多大尺寸的缺陷，数量不超过多少等等。但是要找到一个对应的依据着实困难。
文章的作者使用含有受控内部缺陷（缩孔）的试样做疲劳试验， 通过X 射线同步加速器断层扫描监测裂纹在表面和内部的形核和扩展情况。具体的过程就不再给大家展开了，我们直接说结论（包含部分文章引用文献的结论）：
1. 对于铸造铝合金，疲劳裂纹主要在表面和/或亚表面铸造缺陷处形核。当不存在此类缺陷时，裂纹形核由其他微观结构参数（例如有利裂纹扩展的晶粒取向或 Si 粒子）引起。在高周疲劳（10^5<循环次数<10^7）期间很少观察到铸造铝合金的内部失效，即便发生也不会导致预期疲劳寿命的减少。
2. 在作者的几个试样中从未观测到失效由内部缺陷引起。可能主要有两个原因。首先，内部裂纹成核被延缓，通常需要比表面孔隙大三倍至十倍的内部孔隙才能诱导同时裂纹成核。其次，表面裂纹扩展速率高于在内部裂纹上测得的速率。
3. 上面给出的结果（表面缺陷占主导地位）可以应用于任何含有任何类型缺陷（如孔隙、氧化物或夹杂物）的材料。然而，它对铸造合金特别有意义，因为这种制造工艺更容易出现内部缺陷而不是表面缺陷。同样，读者必须知道，如果表面环境变为更惰性的条件，比如在干燥空气或真空环境下，内外部缺陷引发的失效差异需要重新评估。
以上三点的结论实际上应该是很清楚了，总结下来就是内部缺陷没有我们想象中的那么重要，对于比较重要的地方，我们重点要关注机加工表面不能有可见的缺陷。你认可吗？你如何看待这个结论？欢迎评论区讨论！
