铝延展性的优缺点

材料的延展性是指材料能够承受大量非弹性变形直至断裂的能力。它通常被认为是任何材料的柔软特性。然而，实际上，铝等延展性材料在每个结构应用中都发挥着重要作用。铝是高层结构和摩天大楼中最常用的材料之一，具有良好的延展性。然而，它的延展性确实会因所接受的热处理和添加到其中的任何合金材料而异。

下面，我们首先详细介绍延展性在结构应用中的重要性，然后探讨铝延展性的优缺点。

延展性在结构应用中的重要性

可变形性和延展性是决定其横向强度的材料的两个主要特性。具有良好延展性的材料在坍塌前可以进行较大的伸长率。

为了更好地理解延展性，让我们看一下材料的应力-应变图，如下所示：

在这里，屈服强度表示材料在开始变形之前可以承受一定载荷的点。至此，一旦去除负载，材料就可以恢复到原来的形状，就像橡胶一样。

如果我们增加超过屈服点的载荷，材料就会出现塑性变形。这意味着材料将具有永久变形，但在负载达到曲线中的极限强度点之前不会断裂。超过这一点，材料会在完全分解之前破裂。

屈服强度和极限强度之间的阶段代表了材料的延展性。材料的延展性是用延展比或延展系数来衡量的，如下所示。

理想情况下，该值应在四到五之间。

在高延展性材料的情况下，这两个点彼此相距很远，因此材料在坍塌前会发生很大的塑性变形。但是，在脆性材料的情况下，情况则相反。

不同的金属有不同的延展性。像金和银这样的材料可以拉成细线，因为它们具有很高的延展性。另一方面，碳化钨和铸铁非常脆。现在，我们来讨论一下铝的延展性。

铝延展性的优点

纯铝本质上具有延展性。然而，铝有不同的等级。额外元素的添加和热处理方式对其延展性有影响。

下表列出了一些常用铝合金与一些常用钢合金的延展性。

显然，所有形式的铝都比钢具有更好的延展性。通过随后的热处理，铝获得了更高的强度，但以延展性为代价。然而，铝的延展性在结构应用中提供了重要的优势。

在任何意外过载的情况下，脆性结构（仅由钢组成）会突然倒塌，而延展性结构（钢 + 铝）会发生受控倒塌。通过梁或悬索增加铁结构的延展性，增加了其整体的最大潜力；因此，在地震发生时，它不会突然倒塌，而是以可控的方式屈服。这可以挽救生命，因为它使处于危及生命的情况下的人们有足够的时间逃生。这就是在地震多发地区使用铝等延展性材料作为主要结构元素的原因。

铝延展性的缺点

由于铝是一种相对较软且熔点较低的材料，因此加工起来可能会有些挑战性。根据其合金元素，铝会因工具和工件之间的摩擦产生的热量而熔化。结果，粘性切屑会开始在刀片周围堆积，并在每次通过时都会对工具产生阻力。当足够多的材料堆积时，刀片会抓住铝，可能会对机械师造成伤害。由于铝质柔软且具有磨蚀性，切割刀片也可能很快磨损，而且必须购买新工具的相关成本可能很高。

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