延伸率δ是衡量材料塑性性能的指標。——工程上通常把δ>5%的材料稱為塑性材料,如鋼、銅、鋁合金等;把δ<5%的材料稱為脆性材料,如鑄鐵、陶瓷、石材等。 " `/ }# f H2 b: Y
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低碳鋼是典型的塑性材料,其延伸率δ為20~30%。鑄鐵是典型的脆性材料,其延伸率δ<1%。
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+ z5 K' S& _( R8 s/ ~& O由低碳鋼等塑性材料制成的構件,當應力達到屈服極限σs時,會因顯著的塑性變形而使構件原有形狀和尺寸發生改變,不再能夠正常工作。由鑄鐵等脆性材料制成的構件,會因應力達到強度極限σb而發生斷裂,盡管斷裂之前變形還很小。構件失去正常工作能力或發生斷裂破壞時的應力,稱為極限應力。
3 `6 p1 k& H- z塑性材料在斷裂前已發生顯著的塑性變形,故塑性材料的極限應力應是屈服極限σs,而脆性材料直至斷裂時也無顯著的變形,故脆性材料的極限應力就是強度極限σb。
% K! {# p0 ~0 o塑性材料和脆性材料在力學性能上的主要差異是:
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塑性材料在斷裂前的變形較大,塑性指標(斷面收縮率和伸長率)較高,抵抗拉斷的能力較好,其常用的強度指標是屈服極限,而且一般地說,在拉伸和壓縮時的屈服極限值相同。
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脆性材料在斷裂前變形較小,塑性指標較低,其強度指標是強度極限,而其抗拉強度遠低于抗壓強度。但是材料是塑性的還是脆性的,并非一成不變,它將隨材料所處的溫度、應變率和應力狀態等條件的變化而不同。
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