Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » اللدونة والهشاشة

اللدونة والهشاشة

1850
Tensile testing of metal samples in materials science laboratory for ductility and brittleness evaluation.

(صورة توضيحية فقط)

Ductility is a measure of a material’s ability to undergo significant plastic deformation before rupture, often quantified by percent elongation or percent reduction in area. Ductile materials, like steel, show a long plastic region on their stress-strain curve. Brittleness is the opposite; brittle materials, like ceramics or cast iron, fracture with little to no plastic deformation.

The distinction between ductile and brittle behavior is clearly visible on the stress-strain curve. A ductile material exhibits a significant strain after the yield point and before the fracture point. This large area under the curve after yielding indicates that the material can absorb a great deal of energy before it breaks. This property is crucial for safety in many engineering applications, as a ductile failure provides a visible warning (e.g., bending or stretching) before a complete collapse. Key measures of ductility are percent elongation, [latex](\frac{L_f – L_0}{L_0}) \times 100[/latex], and percent reduction in area, [latex](\frac{A_0 – A_f}{A_0}) \times 100[/latex], where the ‘f’ subscript denotes the final dimension at fracture.

على العكس من ذلك، تُظهر المواد الهشة إجهادًا ضئيلًا جدًا بعد حد مرونتها. غالبًا ما يكون إجهاد الكسر قريبًا من أقصى قوة شد، ويحدث الانهيار فجأةً ودون سابق إنذار. تُعد السيراميك والزجاج وبعض البوليمرات أمثلةً نموذجية على ذلك. قد يعتمد سلوك المادة أيضًا على الظروف الخارجية. على سبيل المثال، تخضع العديد من أنواع الفولاذ القابلة للسحب في درجة حرارة الغرفة لانتقال من قابل للسحب إلى قابل للكسر عند درجات حرارة منخفضة، وهي ظاهرة أدت إلى أعطال كارثية، كما حدث في سفن ليبرتي خلال الحرب العالمية الثانية.

UNESCO Nomenclature: 3322
– Materials science

يكتب

Material Property

خلل

أساسيات

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • الممارسات المعدنية للتلدين والتطبيع للتحكم في خصائص المواد
  • ملاحظات حول أنماط فشل المواد في الهياكل الهندسية المبكرة
  • تطوير اختبار الشد كطريقة قياسية للتوصيف

التطبيقات

  • اختيار المواد للتطبيقات التي تتطلب التشكيل (على سبيل المثال، هياكل السيارات)
  • تصميم الهياكل لضمان أن يكون الفشل تدريجيًا (مرنًا) وليس كارثيًا (هشًا)
  • عمليات سحب الأسلاك وبثق المعادن
  • تقييم أداء المواد في درجات الحرارة المنخفضة، حيث تصبح العديد من المواد هشة

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • تطوير الحديد المطاوع ليحل محل الحديد الزهر الهش
  • سيراميك مقوى بهياكل دقيقة مصممة لزيادة اللدونة
  • تصميم المباني المقاومة للزلازل والتي تعتمد على ليونة التسليح الفولاذي
  • مزج البوليمرات لإنشاء بلاستيك مقاوم للصدمات
  • التحكم في حجم الحبوب في المعادن لتحسين التوازن بين القوة والليونة
  • تحليل ميكانيكا الكسر للتنبؤ بفشل الهياكل التي تحتوي على شقوق
  • تطوير زجاج معدني بكميات كبيرة مع تحسين قابلية السحب
  • تصميم المكونات ذات الأهمية الحرجة للسلامة مثل أوعية الضغط وهياكل الطائرات
  • الأجهزة الإلكترونية المرنة المبنية على ركائز مرنة
  • المواد الحيوية التي تحاكي التسلسل الهرمي القابل للسحب والهشاشة للمواد الطبيعية مثل العظام
Related to: ductility, brittleness, plastic deformation, fracture, elongation, reduction in area, ductile failure, brittle fracture, material behavior, stress-strain curve.

السياق التاريخي

اللدونة والهشاشة

1788
1834
1850
1850
1850
1850
1867
1761
1807-01-01
1850
1850
1850
1850
1860
1870

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.