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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 金属 » 基础研究 » 关于材料力学性能一些基础问题的交流
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gjcbest

铜虫 (小有名气)

[交流] 关于材料力学性能一些基础问题的交流已有9人参与

本人金属材料方向出生，现在正在读博，随着科研的深入，慢慢发现一些非常基础的问题实在是值得推敲，现有一个小疑问，希望能到小木虫中各位虫友的帮助。
关于材料的硬度和材料的脆性：为什么一般来说，越硬的东西就越脆呢？单从应力应变曲线上来说，硬度的参照是杨式模量，而一个材料脆不脆却是和它的塑性变形的难易程度有关的，但是杨式模量非常高的材料不一定塑性变形就困难啊。。。
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1楼2014-04-15 11:02:16
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weixiang917

金虫 (著名写手)
★
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我想回答下楼主的“但是杨式模量非常高的材料不一定塑性变形就困难啊”。
材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量，即杨氏模量。杨氏模量是指弹性变形阶段，而塑性变形阶段在弹性变形阶段以后，塑性变形主要来源于两种机制，滑移和孪生，其中大部分材料中位错的滑移起主要作用，塑性不好是位错运动受到强烈的阻碍。所以，杨氏模量高低跟塑性变形难易没有必然关系吧。
     另外，你看这个链接的资料，他说，硬度跟杨氏模量也没有必然联系。
http://wenku.baidu.com/link?url= ... XW4des3FPQTRLWq3G8a
（我是学金属的，上面说的材料是指金属，陶瓷，高分子是不是这样我不知道）
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9楼2014-04-16 11:31:37
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer
★
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这个问题应该i这么看：比如对钢铁材料，除非合金含量很高，否则它的杨氏模量是不随化学成份和热处理状态有较大变化的。因此，当谈到某钢的强与弱、硬与软，应该与它的杨氏模量关系不大。之所以说道有硬有软，是在于它的热处理状态和第二相---硬的碳化物的含量、尺寸、形貌、分布的不同。很不幸的是，绝大部分引起材料强化硬化的微观组织都是脆的，如马氏体、碳化物等，因此也就给人留下了楼主所说的那个印象。
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3楼2014-04-15 19:01:40
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer
★
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引用回帖:
5楼: Originally posted by gjcbest at 2014-04-15 19:29:20
广义的来说，硬就是不容易发生变形，软就是容易发生变形。不容易发生变形就是说，在相同的应力条件下，硬的材料发生的变形比相对较软的材料发生的变形小。 而这个变形的概念既可以用在弹性区，也可以用在塑性区。而 ...

比如陶瓷，由于它不容易开动滑移系，也就基本上没有塑性变形能力，会在塑性变形之前就发生断裂。
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6楼2014-04-15 21:04:33
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阿杰19

铁虫 (小有名气)
★
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材料越硬，它屈服强度和抗拉强度越大，变形越困难，它的屈服强度和抗拉强度越相近，材料发生很小的变形之后就断了。只是推测啊

[ 发自小木虫客户端 ]
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11楼2014-04-16 18:13:27
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weixiang917

金虫 (著名写手)
★
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引用回帖:
10楼: Originally posted by gjcbest at 2014-04-16 13:53:17
我也是学金属出生的～这个帖子很有用，谢谢～另外，我现在的主要问题是脆性是如何定义的？所有在塑性变形前就发生断裂的材料都算是脆性材料么？为什么有的材料会在塑性变形前就发生断裂呐？...

脆性应该是指，当材料受力时，发生很小（不知道有具体值没）的塑性变形就断裂的的现象吧。
我觉得只要是断裂前发生很小塑性变形的材料都是脆性材料。
有材料会在很小塑性变形时就发生断裂，我觉得跟材料本身变形方式（滑移或孪生）有关，如滑移系的多少，开动的难易程度等，另外，有些材料的塑性在某些区域被弱化也会引起脆性断裂吧，如过共析钢的碳化物在晶界呈网状分布。
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15楼2014-04-17 13:05:07
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csuxjl

铁杆木虫 (小有名气)
★
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弹性模量是弹性表征，意思是弹性变形力除以弹性变形量。一般材料越硬其屈服强度越高，同样材料来讲，屈服强度越高则弹性变形越大，但不代表其塑性变形就大。
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2楼2014-04-15 16:44:27
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gjcbest

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by csuxjl at 2014-04-15 16:44:27
弹性模量是弹性表征，意思是弹性变形力除以弹性变形量。一般材料越硬其屈服强度越高，同样材料来讲，屈服强度越高则弹性变形越大，但不代表其塑性变形就大。

我觉得橡胶的屈服强度够高了吧  能说橡胶硬么？
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4楼2014-04-15 19:13:03
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gjcbest

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by peterflyer at 2014-04-15 19:01:40
这个问题应该i这么看：比如对钢铁材料，除非合金含量很高，否则它的杨氏模量是不随化学成份和热处理状态有较大变化的。因此，当谈到某钢的强与弱、硬与软，应该与它的杨氏模量关系不大。之所以说道有硬有软，是在于 ...

广义的来说，硬就是不容易发生变形，软就是容易发生变形。不容易发生变形就是说，在相同的应力条件下，硬的材料发生的变形比相对较软的材料发生的变形小。 而这个变形的概念既可以用在弹性区，也可以用在塑性区。而一个材料脆不脆，则只关于材料是不是可以发生塑性变形。所以我觉得制造一种具有陶瓷的硬度和奥氏体的塑性的材料是完全不矛盾的。按照道理来说，塑性变形应该是每种材料都具有的特性，但我就是不明白为什么有些材料会在塑性变形之前就发生断裂。。。
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5楼2014-04-15 19:29:20
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fqhou

木虫 (正式写手)
★
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我觉得不够全面，材料多种多样，强韧性千差万别，硬不一定脆，软也不一定不脆

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
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7楼2014-04-15 23:56:26
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gsinchina

新虫 (小有名气)
★
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我觉得楼上的回答都没在点子上。
弹性模量是跟原子键的强弱程度有关联的。 你得从这个方向去考虑。
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8楼2014-04-16 11:07:54
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gjcbest

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
9楼: Originally posted by weixiang917 at 2014-04-16 11:31:37
我想回答下楼主的“但是杨式模量非常高的材料不一定塑性变形就困难啊”。
材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量，即杨氏模量。杨氏模量是指弹性变形阶段，而塑 ...

我也是学金属出生的～这个帖子很有用，谢谢～另外，我现在的主要问题是脆性是如何定义的？所有在塑性变形前就发生断裂的材料都算是脆性材料么？为什么有的材料会在塑性变形前就发生断裂呐？
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10楼2014-04-16 13:53:17
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