對材料的塑性、韌性的理解,必須先從材料的物質組成方面入手,才能比較容易的理解。
鋼筋為什麼彎折了之後不斷,而木棍一折就斷了的呢?
鋼筋的物質組成成分是鐵(Fe),由原子態的鐵(Fe)所組成的晶格結構,其最大特點是材料內部效能表現為“各向同性”。
木棍的組成物質為木質纖維素,纖維素的特點是徑向結構的受力效能和抗拉強度都比較突出,而橫向結構的力學效能,遠遠不能與其徑向的力學效能相比,因此就表現為“各向不能同性”。
所以,木棍被彎折破壞時,是首先由材料內部,纖維素與纖維素之間的抗剪強度不夠,而被順著纖維素方向的剪力而產生破壞的,也就是通常我們所看到的木棍被折斷後,斷口處所表現出來的“鋸齒狀”結構的原因。
那材料的硬、脆又是怎麼回事呢?如一塊鐵!打了只變型?混凝土用錘敲打就會碎,那是什麼原因呢?
這是與材料內部組成的純度有關的。
我們一般都知道,生鐵是脆性的,鋼就具有很大的韌性,為什麼呢?為了理解這個問題,那我們就必須從它的:1、材料組成物質的自身效能;2、材料內部組成物質的純度;3、內部組成物質之間的效能差異性等三個方面去研究。
1、材料組成物質的自身效能:如混凝土的組成物質是氫氧化鈣、氧化鋁、二氧化矽等矽酸鹽材料(水泥),以及碳酸鈣等砂、石材料組成,這些材料都是以化合物形態所組成的。而鋼材、生鐵它的主要成分是鐵(Fe),是單質材料。這幾種化合物的力學效能和強度,都遠遠小單質材料的鐵。
2、材料內部組成物質的純度:我們知道,鋼材與生鐵的區別就是其內部材料物質組成的純度問題,當其含碳量大於等於2%的時候,我們就稱之為生鐵,而含碳量小於2%的,我們就稱之為鋼。含碳量越低,就表明了純度越高。鋼材力學效能中的強度、韌性等等,都比生鐵要優越,就是這個道理。
3、內部組成物質之間的效能差異性:當內部組成物質只之間的效能差異性不大的話,對組成材料後整體的效能影響就比較小。反之,則對組成材料後的效能影響就比較大。如鋼鐵中碳的含量達到2%及其以上時,強度、韌性就有顯著的降低。而錳合金鋼的錳摻合量能達到百分之十幾,不但沒有使其效能下降,反而使強度有很大的提高,這是由於錳的效能與碳效能差異性所造成的。
等等,這方面的理論太多了,可能說得還很不透徹。有機會的話,以後再聊。
對材料的塑性、韌性的理解,必須先從材料的物質組成方面入手,才能比較容易的理解。
鋼筋為什麼彎折了之後不斷,而木棍一折就斷了的呢?
鋼筋的物質組成成分是鐵(Fe),由原子態的鐵(Fe)所組成的晶格結構,其最大特點是材料內部效能表現為“各向同性”。
木棍的組成物質為木質纖維素,纖維素的特點是徑向結構的受力效能和抗拉強度都比較突出,而橫向結構的力學效能,遠遠不能與其徑向的力學效能相比,因此就表現為“各向不能同性”。
所以,木棍被彎折破壞時,是首先由材料內部,纖維素與纖維素之間的抗剪強度不夠,而被順著纖維素方向的剪力而產生破壞的,也就是通常我們所看到的木棍被折斷後,斷口處所表現出來的“鋸齒狀”結構的原因。
那材料的硬、脆又是怎麼回事呢?如一塊鐵!打了只變型?混凝土用錘敲打就會碎,那是什麼原因呢?
這是與材料內部組成的純度有關的。
我們一般都知道,生鐵是脆性的,鋼就具有很大的韌性,為什麼呢?為了理解這個問題,那我們就必須從它的:1、材料組成物質的自身效能;2、材料內部組成物質的純度;3、內部組成物質之間的效能差異性等三個方面去研究。
1、材料組成物質的自身效能:如混凝土的組成物質是氫氧化鈣、氧化鋁、二氧化矽等矽酸鹽材料(水泥),以及碳酸鈣等砂、石材料組成,這些材料都是以化合物形態所組成的。而鋼材、生鐵它的主要成分是鐵(Fe),是單質材料。這幾種化合物的力學效能和強度,都遠遠小單質材料的鐵。
2、材料內部組成物質的純度:我們知道,鋼材與生鐵的區別就是其內部材料物質組成的純度問題,當其含碳量大於等於2%的時候,我們就稱之為生鐵,而含碳量小於2%的,我們就稱之為鋼。含碳量越低,就表明了純度越高。鋼材力學效能中的強度、韌性等等,都比生鐵要優越,就是這個道理。
3、內部組成物質之間的效能差異性:當內部組成物質只之間的效能差異性不大的話,對組成材料後整體的效能影響就比較小。反之,則對組成材料後的效能影響就比較大。如鋼鐵中碳的含量達到2%及其以上時,強度、韌性就有顯著的降低。而錳合金鋼的錳摻合量能達到百分之十幾,不但沒有使其效能下降,反而使強度有很大的提高,這是由於錳的效能與碳效能差異性所造成的。
等等,這方面的理論太多了,可能說得還很不透徹。有機會的話,以後再聊。