什么是延展性?- 含义和影响因素
什么是延展性?
延展性是材料响应应力而永久变形(例如,拉伸、弯曲或扩展)的能力。例如,大多数常见的钢都具有很强的延展性,因此可以适应局部应力集中。
玻璃等脆性材料无法承受应力集中,因为它们缺乏延展性,因此很容易断裂。当材料试样受到应力时,它首先会发生弹性变形(参见弹性);超过一定的变形,称为弹性极限,变形变成永久的。
在材料科学中,延展性是指材料在断裂前在拉应力下能够承受塑性变形的程度。
延展性是工程和制造中的一个重要考虑因素,它定义了材料对某些制造操作(例如冷加工)的适用性及其吸收机械过载的能力。通常被描述为具有延展性的材料包括金和铜。
延展性是一种类似的机械性能,其特点是材料能够在压缩应力下塑性变形而不会失效。从历史上看,如果材料能够通过锤击或滚动形成,则被认为具有延展性。铅是一种具有相对延展性但没有延展性的材料。
示例
大多数金属都是延展性材料的好例子,包括金、银、铜、铒、铽、钐铝和钢具有高延展性。延展性不强的金属的例子包括钨和高碳钢。非金属一般不具有延展性。
如何测量延展性
延展性是金属变形而不断裂的能力。可以在没有任何断裂的情况下成型或压制成另一种形状的金属被认为具有延展性。断裂的金属被归类为脆性(本质上与韧性相反)。
延展性在成形性中起主要作用。过脆的金属可能无法成功成型。例如,如果将一块金属拉伸成细线,则它必须具有一定的延展性。
如果金属太脆,一旦金属开始拉伸,它就会断裂。延展性也是结构项目的主要安全考虑因素。延展性允许结构在一定程度上弯曲和变形而不会在重载下破裂。
伸长率和减量率是衡量延展性的两种方法:
- 百分比伸长率衡量金属在拉伸试验中被拉至失效后变形的长度与其原始长度的百分比。
- 减少百分比测量金属试样在拉伸试验引起的断裂后横截面的最窄部分。
延展性可能取决于温度,因此应考虑金属在应用中承受的温度。大多数金属都有韧性-脆性转变温度图表,可以提供帮助。
哪些金属具有延展性?
有许多延展性金属,包括:
- 铝
- 黄铜
- 铜
- 低碳钢
- 黄金
- 银
- 锡
- 领导
被认为是脆性的金属包括铸铁、铬和钨。需要高延展性的应用示例包括金属电缆、冲压件和结构梁。
材料科学
黄金具有极强的延展性。它可以被拉成单原子线,然后在断裂之前再拉长一些。
延展性在金属加工中尤为重要,因为在压力下会开裂、断裂或破碎的材料无法使用锤击、轧制、拉拔或挤压等金属成型工艺进行操作。可锻材料可以通过冲压或压制进行冷成型,而脆性材料可以通过铸造或热成型进行。
由于主要存在于金属中的金属键,会产生高度的延展性;这导致人们普遍认为金属通常具有延展性。在金属键中,价层电子离域并在许多原子之间共享。
离域电子允许金属原子相互滑过,而不会受到会导致其他材料破碎的强大排斥力。
钢的延展性取决于合金成分。增加碳含量会降低延展性。许多塑料和无定形固体,例如 Play-Doh,也具有延展性。延展性最强的金属是铂,延展性最强的金属是金。
当高度拉伸时,这些金属会通过位错和晶体孪晶的形成、重新定向和迁移而发生变形,而不会出现明显的硬化。
影响金属延展性的因素:
延展性受成分、晶粒尺寸、泡孔结构等内在因素的影响,也受静水压力、温度、已承受的塑性变形等外在因素的影响。
关于延展性的一些重要观察如下:
- 具有 FCC 和 BCC 晶体结构的金属 与具有 HCP 晶体结构的材料相比,在高温下表现出更高的延展性。
- 粒度 对延展性有显着影响。当晶粒尺寸非常小,只有几微米时,许多合金表现出超塑性。
- 含氧量较高的钢的延展性较低。
- 在某些合金的杂质中,即使是非常小的百分比,也会对延展性产生显着影响。含硫杂质低至 0.018% 的碳钢的延展性在 1040°C 左右急剧降低延展性。但是,如果 Mn 含量高,则可以纠正这种情况。事实上,Mn/S 比值是改变碳钢在 1040°C 时延展性的因素。如果该比率的值为 2,则在 1040°C 时的伸长率百分比仅为 12-15%,而如果比率为 14,则为 110%。
- 温度 是影响延展性和成形性的主要因素。一般来说,它会增加延展性,但在某些温度下,延展性可能会由于温度升高带来的相变和微观结构变化而降低。温度对不锈钢延展性的影响。它在 1050°C 时延展性较低,在 1350°C 时延展性最大。因此,它的热加工范围很窄。
- 静水压力增加延展性。 这一观察首先由布里奇曼提出。在扭转试验中,试样的长度随着扭转的增加而减小。如果试样在扭转试验中受到轴向压应力,则它显示出比没有轴向应力时更高的延展性。如果 施加轴向拉应力,延展性进一步降低。
常见问题解答。
什么是延展性?
延展性是材料响应应力而永久变形(例如,拉伸、弯曲或扩展)的能力。例如,大多数常见的钢都具有很强的延展性,因此可以适应局部应力集中。
什么是延展性的例子?
延展性是一种材料的物理特性,它与被锤打得很薄或拉伸成金属丝而不断裂的能力有关。可延展的物质可以拉成金属丝。示例:大多数金属都是延展性材料的良好示例,包括金、银、铜、铒、铽和钐。
什么是延展性和延展性?
延展性材料是一种通过锤击可以很容易地形成薄片的材料。黄金是最具延展性的金属。学分:迷惑。相反,延展性是固体材料在拉应力下变形的能力。
为什么延展性是金属?
由于主要存在于金属中的金属键,会产生高度的延展性;这导致人们普遍认为金属通常具有延展性。在金属键中,价层电子离域并在许多原子之间共享。
什么是延展性简答?
延展性是材料在不断裂的情况下被拉伸或塑性变形的能力。因此,它表明材料有多“柔软”或可塑性。
延展性在日常生活中有什么用?
金属属性 | 在日常生活中使用 |
延展性 | 在电线、电缆线等方面 |
延展性 | 铝线 |
热传导 | 炊具、微波炉、电动压力机、矫直机 机器、电动皮带 |
电的传导 | 灯泡、管灯、台灯、冰箱、电视 |
响度 | 钹、门铃 |
如何提高延展性?
可以调整加热速率、停留/冷却速率以获得所需的延展性改进。这种方法在钢中被称为退火。我研究了镁合金的变形,我认为细化晶粒是提高延展性的好方法。
延展性的过程是什么?
延展性是由于这种类型的应变而在金属中发生的塑性变形。 “延展性”一词的字面意思是金属物质能够被拉伸成细线,而不会在此过程中变得更弱或更脆。
我的能力和延展性如何?
延展性一词是指材料在不断裂的情况下被拉伸或塑性变形的能力。因此,据说它表明材料有多“柔软”或可塑性。尽管如此,钢的延展性仍因合金元素的类型和含量而异。
影响延展性的因素有哪些?
影响金属延展性的因素:延展性受成分、晶粒尺寸、泡孔结构等内在因素的影响,也受静水压力、温度、已遭受的塑性变形等外在因素的影响。
为什么冷加工会增加延展性?
在冷加工过程中,与冷加工前的状态相比,金属中的位错数量有所增加。位错数量的增加导致金属的屈服强度和抗拉强度增加,延展性降低。
延展性的反义词是什么?
在这个意义上,脆性与延展性或延展性相反。当对脆性材料施加应力而材料失效时,通常会发出响亮的咔哒声。
什么是延展性 为什么它很重要?
延展性允许结构在一定程度上弯曲和变形而不会破裂。高延展性在金属电缆和结构梁等应用中至关重要。金、银和铂是韧性金属。大多数铝合金也是如此。
什么是位移延性?
位移延性要求 (μ∆) 定义为峰值非线性位移与屈服位移的比值。不同考虑的地震动对位移延性需求差异很大,但从大量地震动得到的均值显示出明显的趋势。
为什么延展性是重要的结构?
建筑结构的延展性是为了保证建筑具有一定的耗能能力和变形能力,避免在地震和大风中突然脆性破坏。
热加工会增加延展性吗?
热加工改善了工件的工程性能,因为它用具有细球形晶粒的微观结构代替了微观结构。这些晶粒提高了材料的强度、延展性和韧性。
为什么冷会降低延展性?
在冷轧中,晶粒在轧制方向上拉长。这通过加工硬化增加了强度,但延展性降低。冷加工百分比(即厚度减少百分比)越高,延展性越低。由于晶粒在一个方向上被拉长,它们形成了一种择优取向。
延展性如何影响受拉构件的强度?
延展性的降低往往会降低构件的强度。延展性的增加倾向于通过使应力集中在横截面上更好地塑性重新分布来增加净截面强度。
延展性和延展性有什么关系?
延展性和延展性之间的主要区别在于延展性是金属被拉成线的能力,而延展性是金属被打成片材的能力。延展性涉及拉应力,而延展性涉及压应力。
延展性是密集的还是广泛的?
物质的强度特性的例子是颜色、导电性、熔点、延展性、压力、冰点、密度、沸点、气味、光泽和硬度等。物质广泛性质的例子有质量、体积、重量和长度。
金属