延展性

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延展性是一种机械性能,通常被描述为材料对拉丝(例如拉丝)的适应性。在材料科学中,延展性定义为材料在失效前在拉伸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重要考虑因素。它定义了材料对某些制造操作(如冷加工)的适用性及其吸收机械过载的能力。一些通常被描述为延展性的金属包括金和铜。然而,并非所有金属都会经历延展性破坏,因为有些金属会像铸铁一样具有脆性破坏的特征。聚合物通常可以被视为延展性材料,...

延展性

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延展性是一种机械性能,通常被描述为材料对拉丝(例如拉丝)的适应性。 在材料科学中,延展性定义为材料在失效前在拉伸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重要考虑因素。 它定义了材料对某些制造操作(如冷加工)的适用性及其吸收机械过载的能力。 一些通常被描述为延展性的金属包括金和铜。 然而,并非所有金属都会经历延展性破坏,因为有些金属会像铸铁一样具有脆性破坏的特征聚合物通常可以被视为延展性材料,因为它们通常允许塑性变形。

可延展性是一种类似的机械性能,其特征在于材料在压缩应力下发生塑性变形而不会失效的能力。 从历史上看,如果材料适合通过锤击或轧制成型,则它们被认为是可延展的。 铅是一种具有相对延展性但不易延展的材料的示例。

材料科学

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延展性在金属加工中尤为重要,因为材料在压力下会开裂、破裂或破碎,无法使用锤击、轧制、拉拔或挤压等金属成型工艺进行处理。 可延展材料可以通过冲压或压制冷成型,而脆性材料可以通过铸造或热成型成型。

高度的延展性是由于金属键而产生的,金属键主要存在于金属中; 这导致人们普遍认为金属通常具有延展性。 在金属键中,价壳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。

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,如 Play-Doh,也具有延展性。 xxx延展性的金属是铂金,而xxx延展性的金属是黄金。 当高度拉伸时,这些金属会通过位错和晶体孪晶的形成、重新定向和迁移而变形,而不会明显硬化。

延展性量化

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基本定义

在拉伸测试中通常用于定义延展性的量是伸长率百分比(有时表示为 ε f {\displaystyle \varepsilon _{f}} )和面积减少(有时表示为 q {\displaystyle q} )在 断裂。 断裂应变是试样在单轴拉伸试验中断裂时的工程应变。

其中关注的区域是样本量规的横截面积。

根据 Shigley 的机械工程设计,显着性表示大约 5.0% 的伸长率。

样本维度的影响

关于拉伸试验中延展性(破坏时的标称应变)值的重要一点是,它通常表现出对样品尺寸的依赖性。 这是不幸的,因为通用参数不应该表现出这种依赖性。

延展性

发生这种情况是因为在断裂时测得的应变(位移)通常包括从发生到颈缩开始的均匀变形和随后的颈部变形(在此期间样品的其余部分很少或没有变形)的贡献。 颈部发展贡献的重要性取决于标距长度的“纵横比”(长度/直径),当比率低时更大。 这是一个简单的几何效果,已经被明确识别出来了。 对该效应进行了实验研究和理论探索——主要基于有限元法 (FEM) 建模。 然而,它并没有得到普遍认可,而且由于常用的样品尺寸范围很广,它可能导致同一材料在不同测试中获得的延展性值发生非常显着的变化(高达 2 或 3 倍) .

通过识别颈缩开始时的应变,可以获得更有意义的延展性表示,这应该与样品尺寸无关。

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词条目录
  1. 延展性
  2. 材料科学
  3. 延展性量化
  4. 基本定义
  5. 样本维度的影响

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