延性とは何ですか？-影響を与える意味と要因
延性とは何ですか？
延性とは、応力に応答して永久に変形する（たとえば、伸びる、曲がる、広がる）材料の能力です。たとえば、最も一般的な鋼は非常に延性があるため、局所的な応力集中に対応できます。
ガラスなどの脆性材料は、延性がなく、破壊しやすいため、応力の集中に対応できません。材料試験片に応力がかかると、最初は弾性的に変形します（弾性を参照）。弾性限界と呼ばれる特定の変形を超えると、変形は永続的になります。
材料科学では、延性は、材料が破壊前に引張応力下で塑性変形に耐えることができる程度によって定義されます。
延性は、エンジニアリングと製造における重要な考慮事項であり、特定の製造操作（冷間加工など）に対する材料の適合性と、機械的過負荷を吸収する能力を定義します。一般的に延性があると言われる材料には、金と銅が含まれます。
同様の機械的特性である展性は、圧縮応力下で破損することなく塑性変形する材料の能力によって特徴付けられます。歴史的に、材料はハンマーやローリングによる成形に適している場合、可鍛性があると見なされていました。鉛は、比較的展性がありますが延性がない材料の例です。
例
金、銀、銅、エルビウム、テルビウム、サマリウムアルミニウムなど、ほとんどの金属は延性のある材料の良い例であり、鋼は高い延性を持っています。あまり延性がない金属の例には、タングステンや高炭素鋼が含まれます。非金属は一般的に延性がありません。
延性を測定する方法
延性とは、金属が破壊することなく変形する能力です。破壊することなく別の形状に成形またはプレスできる金属は、延性があると見なされます。破壊する金属は脆性として分類されます（本質的に延性の反対）。
延性は成形性に大きな役割を果たします。過度に脆い金属は、うまく形成できない場合があります。たとえば、金属片を細いワイヤーに伸ばす場合は、ある程度の延性が不可欠です。
金属がもろすぎると、金属が伸び始めるとすぐに壊れます。延性は、構造プロジェクトの主要な安全上の考慮事項でもあります。延性により、構造物は、重い負荷がかかったときに破裂することなく、ある程度曲がったり変形したりすることができます。
伸び率と減少率は、延性を測定する2つの方法です。
- 伸び率は、引張試験中に金属が破損するまで引っ張られた後、金属が元の長さのパーセンテージとして変形する長さを測定します。
- パーセント減少は、引張試験によって誘発された破裂後の金属試験片の断面の最も狭い部分を測定します。
延性は温度に依存する可能性があるため、アプリケーションで金属がさらされる温度を考慮に入れる必要があります。ほとんどの金属には、延性-脆性転移温度チャートがあり、これが役立ちます。
どの金属が延性がありますか？
以下を含む多くの延性金属があります：
- アルミニウム
- 真ちゅう
- 銅
- 低炭素鋼
- ゴールド
- シルバー
- ティン
- リード
脆いと見なされる金属には、鋳鉄、クロム、およびタングステンが含まれます。高い延性を必要とするアプリケーションの例には、金属ケーブル、スタンピング、構造梁などがあります。
材料科学
金は非常に延性があります。単原子ワイヤーに引き込まれ、破損する前にさらに伸ばすことができます。
延性は金属加工で特に重要です。応力下で割れたり、壊れたり、粉々になったりする材料は、ハンマー、圧延、引き抜き、押し出しなどの金属成形プロセスを使用して操作できないためです。可鍛性材料はスタンピングまたはプレスを使用して冷間成形できますが、脆性材料は鋳造または熱成形できます。
高度な延性は、主に金属に見られる金属結合によって発生します。これは、金属は一般に延性があるという一般的な認識につながります。金属結合では、原子価殻の電子は非局在化され、多くの原子間で共有されます。
非局在化した電子は、他の材料を粉砕するような強い反発力を受けることなく、金属原子が互いにすれ違うことを可能にします。
鋼の延性は、合金成分によって異なります。炭素のレベルを上げると、延性が低下します。 Play-Dohなどの多くのプラスチックやアモルファス固体も可鍛性があります。最も延性のある金属はプラチナであり、最も展性のある金属は金です。
高度に引き伸ばされると、そのような金属は、転位や結晶双晶の形成、再配向、移動によって、目立った硬化なしに変形します。
金属の延性に影響を与える要因：
延性は、組成、粒子サイズ、セル構造などの固有の要因、および静水圧、温度、すでに受けた塑性変形などの外部要因の影響を受けます。
延性に関するいくつかの重要な所見を以下に示します：
- FCCおよびBCC結晶構造の金属 HCP結晶構造のものと比較して、高温でより高い延性を示します。
- 粒度 延性に大きな影響を与えます。多くの合金は、結晶粒径が数ミクロンのオーダーで非常に小さい場合に超塑性挙動を示します。
- 酸素含有量の高い鋼は延性が低くなります。
- 一部の合金の不純物は、ごくわずかな割合でも延性に大きな影響を及ぼします。 0.018％程度の硫黄不純物を含む炭素鋼の延性は、1040℃付近で大幅に低下します。ただし、Mn含有量が高い場合は、これを修正できます。実際、Mn / S比は、1040°Cで炭素鋼の延性を変える可能性のある要因です。この比率の値が2の場合、伸び率は1040°Cでわずか12〜15％ですが、比率が14の場合は110％です。
- 温度 延性、したがって成形性に影響を与える主要な要因です。一般に、延性は増加しますが、温度の上昇によって引き起こされる相変態および微細構造の変化により、特定の温度で延性が低下する場合があります。ステンレス鋼の延性に及ぼす温度の影響。延性は1050°Cで低く、1350°Cで最大になります。したがって、熱間加工範囲は非常に狭くなります。
- 静水圧は延性を高めます。 この観察は、ブリッジマンによって最初に行われました。ねじり試験では、ねじりが大きくなると試験片の長さが短くなります。ねじり試験で試験片に軸方向の圧縮応力がかかると、軸方向の応力がない場合よりも高い延性が示されます。 の場合 引張軸応力が加えられると、延性はさらに低下します。
よくある質問。
延性とは何ですか？
延性とは、応力に応答して永久に変形する（たとえば、伸びる、曲がる、広がる）材料の能力です。たとえば、最も一般的な鋼は非常に延性があるため、局所的な応力集中に対応できます。
延性の例は何ですか？
延性とは、材料の物理的特性であり、細く叩いたり、断線することなくワイヤーに伸ばすことができます。延性のある物質をワイヤーに引き込むことができます。例：金、銀、銅、エルビウム、テルビウム、サマリウムなど、ほとんどの金属は延性のある材料の良い例です。
展性と延性とはどういう意味ですか？
可鍛性のある素材とは、ハンマーで簡単に薄いシートを形成できる素材です。金は最も順応性のある金属です。クレジット：Buzzle。対照的に、延性とは、引張応力下で固体材料が変形する能力です。
延性が金属である理由
高度な延性は、主に金属に見られる金属結合によって発生します。これは、金属は一般に延性があるという一般的な認識につながります。金属結合では、原子価殻の電子は非局在化され、多くの原子間で共有されます。
延性の短い答えとは何ですか？
延性とは、材料を破壊せずに引き抜いたり、塑性変形させたりする能力です。したがって、これは、素材がどれほど「柔らかく」または順応性があるかを示しています。
日常生活における延性の使用は何ですか？
| 金属の特性 | 日常生活での使用 |
| 延性 | 電線、ケーブル線など |
| 可鍛性 | アルミニウム線 |
| 熱伝導 | 調理器具、電子レンジ、電気プレス、矯正機、電気ベルト |
| 電気の伝導 | 電球、チューブライト、ランプ、冷蔵庫、テレビ |
| ソノリティ | シンバル、ドアベル |
延性をどのように高めますか？
延性の望ましい改善を得るために、加熱速度、滞留/冷却速度を調整することができます。この方法は、鋼の焼きなましと呼ばれます。私はマグネシウム合金の変形を研究していますが、結晶粒径を細かくすることは延性を改善するための良い方法だと思います。
延性のプロセスは何ですか？
延性は、そのようなタイプのひずみの結果として金属に発生する塑性変形です。 「延性」という用語は、文字通り、金属物質がその過程で弱くなったり、よりもろくなったりすることなく、細いワイヤーに伸ばすことができることを意味します。
私の能力と延性は何ですか？
延性という用語は、破壊することなく変形する材料を引き抜く、または塑性的にする能力です。したがって、それは材料がどれほど「柔らかく」または順応性があるかを示していると言われています。それでも、存在する合金元素の種類とレベルによって異なる鋼の延性があります。
延性に影響を与える要因は何ですか？
金属の延性に影響を与える要因：延性は、組成、粒子サイズ、セル構造などの固有の要因、および静水圧、温度、すでに受けた塑性変形などの外部要因の影響を受けます。
冷間加工で延性が向上するのはなぜですか？
冷間加工中は、冷間加工前の状態と比較して、金属の転位の数が増加します。転位の数が増えると、金属の降伏強度と引張強度が増加し、延性が低下します。
延性の反対は何ですか？
この意味で、脆性は延性または展性の反対です。もろい材料に応力がかかり、材料が破損すると、大きなスナップが発生することがよくあります。
延性とはなぜ重要なのですか？
延性により、構造物は破裂することなくある程度曲がったり変形したりすることができます。金属ケーブルや構造梁などの用途では、高い延性が重要です。金、銀、プラチナは延性のある金属です。ほとんどのアルミニウム合金もそうです。
変位延性とは何ですか？
変位延性要求（μΔ）は、降伏変位に対するピーク非線形変位の比率として定義されます。変位延性の要求は、考慮されるさまざまな地動の間で大きく異なりますが、多数の地動から得られた値が明確な傾向を示していることを意味します。
延性が重要な構造である理由
建物構造の延性は、地震や強風による突然の脆性損傷を回避するために、建物に特定のエネルギー散逸能力と変形を確実に持たせることです。
熱間加工は延性を高めますか？
熱間加工は、微細構造を微細な球形の粒子を持つものに置き換えるため、ワークピースの工学的特性を向上させます。これらの粒子は、材料の強度、延性、および靭性を向上させます。
なぜ寒さは延性を低下させるのですか？
冷間圧延では、結晶粒は圧延方向に伸びます。これにより加工硬化により強度は向上しますが、延性は低下します。冷間加工の割合が高いほど（つまり、厚さの減少率が高いほど）、延性は低くなります。粒子は一方向に伸びているため、優先配向を示します。
延性は引張部材の強度にどのように影響しますか？
延性の低下は、部材の強度を低下させる傾向があります。延性の増加は、断面全体の応力集中のより良い塑性再分布を可能にすることにより、正味断面強度を増加させる傾向があります。
展性と延性の関係は何ですか？
延性と展性の主な違いは、延性は金属をワイヤーに引き込む能力であり、展性は金属を叩いてシートにする能力であるということです。延性には引張応力が含まれ、展性には圧縮応力が含まれます。
延性は集中的ですか、それとも広範囲ですか？
物質の集中的な特性の例は、とりわけ、色、導電性、融点、延性、圧力、凝固点、密度、沸点、臭気、光沢、および硬度です。物質の広範な特性の例は、質量、体積、重量、および長さです。
金属