延展性
編輯延展性是一種機械性能,通常被描述為材料對拉絲(例如拉絲)的適應性。 在材料科學中,延展性定義為材料在失效前在拉伸應力下能夠承受塑性變形的程度。 延展性是工程和制造中的重要考慮因素。 它定義了材料對某些制造操作(如冷加工)的適用性及其吸收機械過載的能力。 一些通常被描述為延展性的金屬包括金和銅。 然而,并非所有金屬都會經歷延展性破壞,因為有些金屬會像鑄鐵一樣具有脆性破壞的特征。 聚合物通常可以被視為延展性材料,因為它們通常允許塑性變形。
可延展性是一種類似的機械性能,其特征在于材料在壓縮應力下發生塑性變形而不會失效的能力。 從歷史上看,如果材料適合通過錘擊或軋制成型,則它們被認為是可延展的。 鉛是一種具有相對延展性但不易延展的材料的示例。
材料科學
編輯延展性在金屬加工中尤為重要,因為材料在壓力下會開裂、破裂或破碎,無法使用錘擊、軋制、拉拔或擠壓等金屬成型工藝進行處理。 可延展材料可以通過沖壓或壓制冷成型,而脆性材料可以通過鑄造或熱成型成型。
高度的延展性是由于金屬鍵而產生的,金屬鍵主要存在于金屬中; 這導致人們普遍認為金屬通常具有延展性。 在金屬鍵中,價殼層電子離域并在許多原子之間共享。 離域電子允許金屬原子相互滑過,而不會受到會導致其他材料破碎的強大排斥力。
鋼的延展性取決于合金成分。 增加碳含量會降低延展性。 許多塑料和無定形固體,如 Play-Doh,也具有延展性。 xxx延展性的金屬是鉑金,而xxx延展性的金屬是黃金。 當高度拉伸時,這些金屬會通過位錯和晶體孿晶的形成、重新定向和遷移而變形,而不會明顯硬化。
延展性量化
編輯基本定義
在拉伸測試中通常用于定義延展性的量是伸長率百分比(有時表示為 ε f {\displaystyle \varepsilon _{f}} )和面積減少(有時表示為 q {\displaystyle q} )在 斷裂。 斷裂應變是試樣在單軸拉伸試驗中斷裂時的工程應變。
其中關注的區域是樣本量規的橫截面積。
根據 Shigley 的機械工程設計,顯著性表示大約 5.0% 的伸長率。
樣本維度的影響
關于拉伸試驗中延展性(破壞時的標稱應變)值的重要一點是,它通常表現出對樣品尺寸的依賴性。 這是不幸的,因為通用參數不應該表現出這種依賴性。
發生這種情況是因為在斷裂時測得的應變(位移)通常包括從發生到頸縮開始的均勻變形和隨后的頸部變形(在此期間樣品的其余部分很少或沒有變形)的貢獻。 頸部發展貢獻的重要性取決于標距長度的“縱橫比”(長度/直徑),當比率低時更大。 這是一個簡單的幾何效果,已經被明確識別出來了。 對該效應進行了實驗研究和理論探索——主要基于有限元法 (FEM) 建模。 然而,它并沒有得到普遍認可,而且由于常用的樣品尺寸范圍很廣,它可能導致同一材料在不同測試中獲得的延展性值發生非常顯著的變化(高達 2 或 3 倍) .
通過識別頸縮開始時的應變,可以獲得更有意義的延展性表示,這應該與樣品尺寸無關。
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