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塑性是指金屬材料在載荷外力的作用下,產生永久變形(塑性變形)而不被破壞的能力。[1]
金屬材料在受到拉伸時,長度和橫截面積都要發生變化,因此,金屬的塑性可以用長度的伸長(延伸率)和斷面的收縮(斷面收縮率)兩個指標來衡量。
金屬材料的延伸率和斷面收縮率愈大,表示該材料的塑性愈好,即材料能承受較大的塑性變形而不破壞。
一般把延伸率大於百分之五的金屬材料稱為塑性材料(如低碳鋼等),而把延伸率小於百分之五的金屬材料稱為脆性材料(如灰口鑄鐵等)。
塑性好的材料,它能在較大的宏觀範圍內產生塑性變形,並在塑性變形的同時使金屬材料因塑性變形而強化,從而提高材料的強度,保證了零件的安全使用。
此外,塑性好的材料可以順利地進行某些成型工藝加工,如衝壓、冷彎、冷拔、校直等。因此,選擇金屬材料作機械零件時,必須滿足一定的塑性指標。
衡量指標
金屬材料在外力作用下產生永久變形而不破壞的最大能力稱為塑性,通常以拉伸試驗時的試樣標距長度延伸率δ(%)和試樣斷面收縮率ψ(%).[2]
延伸率δ=[(L1-L0)/L0]x100%,這是拉伸試驗時試樣拉斷後將試樣斷口對合起來後的標距長度L1與試樣原始標距長度L0之差(增長量)與L0之比。
在實際試驗時,同一材料但是不同規格(直徑、截面形狀-例如方形、圓形、矩形以及標距長度)的拉伸試樣測得的延伸率會有不同,因此一般需要特別加注,例如最常用的圓截面試樣,其初始標距長度為試樣直徑5倍時測得的延伸率表示為δ5,而初始標距長度為試樣直徑10 倍時測得的延伸率則表示為δ10。
斷面收縮率ψ=[(F0-F1)/F0]x100%,這是拉伸試驗時試樣拉斷後原橫截面積F0與斷口細頸處最小截面積F1之差(斷面縮減量)與F0之比。
實用中對於最常用的圓截面試樣通常可通過直徑測量進行計算:ψ=[1-(D1/D0)2]x100%,式中:D0-試樣原直徑;D1-試樣拉斷後斷口細頸處最小直徑。
δ與ψ值越大,表明材料的塑性越好。
視頻
彈性與塑性測力計的使用