金屬冶金鍛造中的韌性與延展性

金屬冶金鍛造中的韌性與延展性

可塑性是金屬的物理性質(zhì)，其定義為錘擊、壓制或卷成薄片而不破裂的能力。換句話說(shuō)，金屬可以在壓縮下變形。

金屬的可延展性可以通過(guò)其能夠承受而不破裂的壓力（壓縮應(yīng)力）來(lái)測(cè)量。金屬之間的延展性差異是由于其晶體結(jié)構(gòu)的差異。

壓縮應(yīng)力使原子相互滾動(dòng)成新的位置，而不會(huì)破壞它們的金屬鍵。當(dāng)大量的應(yīng)力放在可鍛金屬上時(shí)，原子相互滾動(dòng)，長(zhǎng)久保持在新的位置。

可鍛金屬有金、銀、鐵、鋁、銅、錫、銦、鋰等。展示延展性的產(chǎn)品的實(shí)例包括金箔，鋰箔和銦。

較硬的金屬如銻和鉍的晶體結(jié)構(gòu)使得難以將原子壓入新位置而不破裂。這是因?yàn)榻饘僦械脑有胁慌帕校簿褪钦f(shuō)存在更多的晶界。金屬傾向于在晶界處斷裂，原子不牢固連接的區(qū)域。因此，金屬具有越多的晶界，越硬越脆，因此越不易延展。

雖然延展性是金屬下壓縮變形的性質(zhì)。銅具有良好的延展性（可以拉伸成線）和良好的延展性（也可以卷成片材）。大多數(shù)可延展的金屬也是延展性的，但是這兩種性質(zhì)可以是排他性的。例如，鉛和錫是可延展性和延展性，同時(shí)冷卻但隨著溫度升高到其熔點(diǎn)而變得越來(lái)越脆。
然而，大多數(shù)金屬在加熱時(shí)變得更加有韌性。這是由于溫度對(duì)金屬中的晶粒的影響。

溫度對(duì)原子的行為有直接影響，而在大多數(shù)金屬中，熱量導(dǎo)致具有更規(guī)則排列的原子。這樣就減少了晶粒邊界的數(shù)量，從而使金屬更柔軟或更有韌性。使用低于300°F（149°C）的脆性金屬的鋅可以看到溫度對(duì)金屬的影響的一個(gè)例子。然而，當(dāng)加熱到高于該溫度時(shí)，鋅可以變得如此可塑，以致其可以卷成片。與熱處理的效果相反，冷加工 - 涉及加工（軋制，拉伸或擠壓導(dǎo)致塑性變形）冷軋金屬的過(guò)程往往會(huì)導(dǎo)致更小的晶粒，使金屬更硬。

合金是控制晶粒尺寸以使金屬更可行的另一種常用方法。黃銅是銅和鋅的合金，比單獨(dú)的金屬更硬，因?yàn)樗木Я＝Y(jié)構(gòu)更耐壓縮力，試圖迫使原子行移動(dòng)到新的位置。