金属冶金锻造中的韧性与延展性

不锈钢知识
可塑性是金属的物理性质,其定义为锤击、压制或卷成薄片而不破裂的能力。换句话说,金属可以在压缩下变形。

可塑性是金属的物理性质,其定义为锤击、压制或卷成薄片而不破裂的能力。换句话说,金属可以在压缩下变形。

金属的可延展性可以通过其能够承受而不破裂的压力(压缩应力)来测量。金属之间的延展性差异是由于其晶体结构的差异。

不锈钢加工延展性

不锈钢加工延展性

压缩应力使原子相互滚动成新的位置,而不会破坏它们的金属键。当大量的应力放在可锻金属上时,原子相互滚动,永久保持在新的位置。

可锻金属有金、银、铁、铝、铜、锡、铟、锂等。展示延展性的产品的实例包括金箔,锂箔和铟。

较硬的金属如锑和铋的晶体结构使得难以将原子压入新位置而不破裂。这是因为金属中的原子行不排列,也就是说存在更多的晶界。金属倾向于在晶界处断裂,原子不牢固连接的区域。因此,金属具有越多的晶界,越硬越脆,因此越不易延展。

虽然延展性是金属下压缩变形的性质。铜具有良好的延展性(可以拉伸成线)和良好的延展性(也可以卷成片材)。大多数可延展的金属也是延展性的,但是这两种性质可以是排他性的。例如,铅和锡是可延展性和延展性,同时冷却但随着温度升高到其熔点而变得越来越脆。
然而,大多数金属在加热时变得更加有韧性。这是由于温度对金属中的晶粒的影响。

温度对原子的行为有直接影响,而在大多数金属中,热量导致具有更规则排列的原子。这样就减少了晶粒边界的数量,从而使金属更柔软或更有韧性。使用低于300°F(149°C)的脆性金属的锌可以看到温度对金属的影响的一个例子。然而,当加热到高于该温度时,锌可以变得如此可塑,以致其可以卷成片。与热处理的效果相反,冷加工 - 涉及加工(轧制,拉伸或挤压导致塑性变形)冷轧金属的过程往往会导致更小的晶粒,使金属更硬。

合金是控制晶粒尺寸以使金属更可行的另一种常用方法。黄铜是铜和锌的合金,比单独的金属更硬,因为它的晶粒结构更耐压缩力,试图迫使原子行移动到新的位置。