Duktilnost

Portal "Fizika"
Odjeljak posvećen isključivo fizici

Duktilnost je svojstvo materijala da podnese plastičnu deformaciju bez loma. Što je veću deformaciju materijal sposoban podnijeti bez krhkog loma to je duktilniji.

Duktilnost se odnosi na sposobnost materijala da izdrži značajnu plastičnu deformaciju prije loma. Plastična deformacija je trajno izobličenje materijala pod primijenjenim naprezanjem, za razliku od elastične deformacije, koja je reverzibilna nakon uklanjanja naprezanja. Duktilnost je kritičan pokazatelj mehaničkih performansi, posebno u aplikacijama koje zahtijevaju da se materijali savijaju, rastežu ili deformiraju na druge načine bez lomljenja. Stepen duktilnosti može se kvantitativno ocijeniti korištenjem postotnog istezanja pri prekidu, datog jednačinom: %${\displaystyle \%EL=\left({\frac {l_{f}-l_{0}}{l_{0}}}\right)\times 100}$ gdje

${\displaystyle l_{f}}$ je dužina materijala nakon loma i ${\displaystyle l_{0}}$ je originalna dužina prije testiranja.^[1][2] Ova formula pomaže u kvantificiranju koliko se materijal može rastegnuti pod vlačnim naprezanjem prije loma, pružajući ključni uvid u njegovo duktilno ponašanje. Duktilnost je važan faktor u inženjeringu i proizvodnji. Definira prikladnost materijala za određene proizvodne operacije (kao što je hladna obrada ) i njegovu sposobnost da apsorbira mehaničko preopterećenje.^[3] Neki metali koji se općenito opisuju kao duktilni uključuju zlato i bakar, dok je platina najduktilniji od svih metala u čistom obliku.^[4] Međutim, ne doživljavaju svi metali duktilni lom jer se neki mogu okarakterizirati krhkim lomom poput lijevanog željeza. Polimeri se generalno mogu posmatrati kao duktilni materijali jer obično dozvoljavaju plastičnu deformaciju.^[5]

Slom armirano betonske konstrukcije može nastati po čeliku ili po betonu, rijetko istovremeno. Ako je čelik tokom upotrebe u fazi velikih deformacija (do 10‰), slom može nastati uz prethodno nastajanje pukotina. Takav slom naziva se duktilan ili žilav slom. Duktilnost je svojstvo, a mjera duktilnosti izražava se odnosom između deformacija kod sloma i deformacija popuštanja. Ako je ovaj odnos veći od 1, a manji od 2 radi se o neduktilnom elementu. Ako je manji od 1 radi se o krhkom elementu. Ako u armirano betonskom elementu prvo popusti armatura element je duktilan, a ako popusti beton element je krhak.

1. ^ Callister, William D. (2015). Fundamentals of Materials Science and Engineering. Wiley. ISBN 9781118717189.
2. ^ Tayler, Geoffrey Ingram (1934). "The mechanism of plastic deformation of crystals. Part 1.-Theoretical". Proceedings of the Royal Society A. 145 (855): 362–387. Bibcode:1934RSPSA.145..362T. doi:10.1098/rspa.1934.0106.
3. ^ Budynas, Richard G. (2015). Shigley's Mechanical Engineering Design—10th ed. McGraw Hill. str. 233. ISBN 978-0-07-339820-4..
4. ^ Chandler Roberts-Austen, William (1894). An Introduction to the Study of Metallurgy. London: C. Griffin. str. 16.
5. ^ Ductility and its effect on material failure. The Engineering Archive. (n.d.). https://theengineeringarchive.com/material-science/page-ductility-material-failure.html