1樓：一棵大樹
通常情況下，板材越厚力學效能就越差
2樓：匿名使用者
鋼號相同，強度與塑性都相同。沒有差別。厚度不同，承載力不同而已。
強度和塑性之間有什麼關係嗎
3樓：匿名使用者
對塑性材料來說，一般同類材料強度越大，其塑性越差，但並沒有明顯的規律，也有不少例外。
對脆性材料而言，一般僅在某些特殊條件下才表現出一定塑性。所以，研究二者的關係並沒有多大意義。
這些僅僅是一般性的規律。對於金屬材料，通過技術手段如細化晶粒等有時可以同時提高強度和塑性。
為什麼晶粒越細，金屬的強度越高，塑性，韌性就越好
4樓：匿名使用者
為什麼金屬材料細化晶粒既可以提高材料的室溫強度，又可以提高塑性？
不易素心 材料學
9 人贊同
關於這個問題本人自覺可以答，不妖自來，知乎**作。不會抖機靈，描述不專業求輕拍》<
這個問題上面許多人提到，該效應在奈米範圍是不成立的，因為奈米級材料與傳統材料所用模型不同。對於材料問題，大都是提出一個合理的模型，利用模型解釋問題現象，模型不同就無法進行相互比較。對於傳統金屬材料來說，它是由一個個小晶粒構成的：
上圖分別是三維與二維的晶粒示意圖。細晶的意思就是這些晶粒較小而且形狀大小均勻。
而在晶粒中不可避免的會出現一些缺陷。這些缺陷包括細小的肉眼看不見的裂紋以及位錯等等（由於這兩者與本問題相關度最高所以提他們這兩個逗比）。裂紋嘛很好理解，位錯的解釋就要和大家講一個故事了：
那是193幾年的英國，倫敦牛津大學裡面弗蘭克爾老師正在安利他關於材料變形的模型，他說材料中的原子面啊，那是一起移動的，大家雙手合十（兩排原子面），兩手這麼一搓（兩排原子面的原子之間所有的鍵一起斷開），原子面相互移動了吧，材料就變形了。這時，我的大逗比同桌泰勒小子站了出來：老師你口胡！
那你小子說說是怎麼回事。泰勒：老師，地毯鋪在地上，硬拖是拖不動的，但如果我在地毯中間穿一根竹竿，把地毯弄出一個拱，把這個拱一點點挪，把拱從一邊挪到另一邊，不就相當於地毯挪動了嗎。
這就是著名的地毯模型，材料中的這個拱就是位錯，即上下兩層原子的錯位
其中每一個格代表一個原子。
接下來說正事。當材料受力達到一定程度以後，材料中的位錯就會發生運動，產生位錯的位錯源會開動產生位錯，相應的材料就會發生塑性變形，這種現象稱為屈服，即材料服軟了。當力達到一定程度，材料中就會產生微裂紋或者本有的微裂紋會擴充套件，即裂紋生長變得更長更大，如果裂紋過大的話材料就會發生斷裂。
所謂塑性指的就是材料塑性變形的能力，簡單直白理解就是材料在斷裂之前所發生塑性變形的多少，所以如果材料中微裂紋擴充套件的過快，材料的斷裂的就越快，塑性也就越差。強度指的是材料抵抗變形的能力，強度高的材料不容易變形，（加了很大的力材料就彎了一點兒）。一般在工業上，強度越高塑性越差，但強度與塑性實質上並沒有什麼一一對應的關係。
接下來講為什麼細晶會造成強度與塑性的共同提高，終於到正題了，累死我啦~~。
晶粒中的位錯會在晶界處發生堆積，同時堆積的位錯會對應力進行放大，堆積的越多，放大倍數越大：
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芝士喵其實只要持續貢獻專業回答，遲早會被發現的呢，你看豬小寶大神
1 年前
不易素心（作者） 回覆 芝士喵檢視對話
多謝鼓勵，我也很可以分享我的知識和見識
1 年前
樊博聞答案很通俗易懂，以前學過材料學。想再請教一個問題，關於原始組織中的大角度晶界的存在是不是能夠促進塑性變形中晶粒的細化。或者說是不是晶粒越細小就會存在越多的大角度晶界。
10 月前
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知乎使用者 a learner
wang y, chen m, zhou f, et al. high tensile ductility in a nanostructuredmetal[j]. nature, 2002, 419(6910):
912-915.
要弄清強度和塑性的關係，就要深入到位錯級別分析兩個指標。
1、強度。總體而言，h-p關係，細-強。
強的原因不只是晶界，晶界只是作為一部分阻礙和位錯的主體**，位錯密度開方決定材料強度，單位體積晶介面積越大，單位變形產生位錯越多，強度越高。
2、塑性。總體跟加工硬化相關。能夠保持硬化能力，即，變形增加，強化增加，這樣區域性由於變形而被拉細的區域就會由於經歷較大的變形而強度增加較多，從而彌補了**導致的承載能力低的問題，從而使樣品各個區段載荷接近，變形繼續進行，這樣塑性就可以維持的比較好。
而硬化能力和晶粒尺寸反相相關。詳細解釋及模型參見
mechanical behavior of materials by marc andre meyers, krishan kuma chawla 中work-hardening 一節
對於位錯而言，因為人太多了，車廂就變成悶罐車，擠不進去了。所以，除非有其他機制，允許區域性區域在**開始的時候允許其硬化，不然，以**為開始的頸縮一旦開始，必定導致很小變形量內就斷裂。伸長率低就在所難免。
3、綜上，強度和塑性在一般條件下，註定此消彼長，這是多年的實踐和理論證明的。而之所以這個60年前的h-p關係衍生出來的諸多話題現在依然能常掛science和nature，就是因為有人在不斷嘗試找到一個「非一般」的條件，從而實現兩者「同時"提高。但請注意，這兩者同時實現，可都是上了nature子刊以advanced mat及以上級別刊物的，其中多達到的也不只是「細晶」二字所能概括的，多含有特殊微觀結構。
所以，簡單說細晶可以同時提升強度和塑性，只是本科的水平。此外，現在能給出雙高的例子，絕大多數來實驗室的苛刻條件。實際生產有多少例子能跨越這個「非一般」，就需要實地工作者好好思考了。
此外，請大家思考，兩者互斥的關係是否真的在「非一般」的條件下被消除了（我思考這個問題有段時間了）。本問題是否又應該是一個應該先問「是不是」再問「為什麼」的問題。
1、高的參考系是什麼？一定要明確這個標準，否則渾水摸魚者就會混淆視聽，寫到**裡讓人不明覺厲但卻不明就裡。嚴格的雙高結論，需要具有嚴格的對比前提，比如，如果比細晶和粗晶，必須使得兩者其他引數在同一起跑線，只存在晶界的比例這一單一參量。
如果是這樣，至少我做出來的資料結論是，粗晶伸長率高。所有我讀到的**，專著，也都支援互斥結論。有哪位讀到了雙高，且只有grain size一個變數的**，請提出來，我們討論。
2、細晶雙高=開小灶。如果在細晶的同時加了其他變數，是可以雙高的。在沒有留意到其中有詐的情況下誤認雙高，情有可原。
3、多通道的雙高。下面將要提到的諸多雙高結果，有興趣的朋友可以深思，這個雙高是細晶所致還是其他什麼所致。只需注意一點，微觀組織影響效能，晶界佔比只是包含晶粒尺寸、晶粒尺寸分佈、晶界屬性、第二相體積分數，形貌，屬性等一系列微觀組織中的一個小點。
補充給學術角度看待此問題的知友：
實現雙高有辦法沒？
有，雖然不是完全成熟的系統。
1、要理解影響強度和塑性的因素看似彼此互斥實則先後有別的關係。
強化，要求位錯別動；塑性，要求位錯易動。
但這個易動，是表面現象，實際的ductile，要求的當然不是單個位錯運動自如，是整體樣品內位錯運動的「易於進行，同時連動」。如果這個連動不容易理解，設想，幾百號人排隊等車，如果大家都能自覺排隊，整體按照順序高效移動，很快，大家就都上車了；相反，如果前面一些人一起擠到門口，門被卡主了，誰也不能順利上車，後面的人根本沒機會往前走，更不要提上車。這裡，後面的人因為沒機會運動，所以無法做到整體塑性所要求的「易動」，而他們攜帶的塑性沒等上場就掛了，浪費。
再簡單的理解就是一顆老鼠屎壞了一鍋粥。所以，要保證整體的塑性，就不能允許區域性「擁擠」，不能有老鼠屎，那怎麼辦？均攤。
一定要儘量把材料的伸長均攤到每一處，每一個晶粒，每一個更細小的單元。千里之堤毀於蟻穴是一定會發生的，塑性的意義在於蟻穴的萌芽到大堤崩潰。我們要做的，就是減緩洞穴的擴大，推遲崩潰，讓傷員死的慢點兒，雖然一定會死。
無效的方案：單純的1、solute；2、precipitation；3、grain size。這些因素多朝著阻礙位錯的方向去的。
就好像用砸夯機狠打大堤的土方，強化了大堤的強度。但，如果一個蟻穴形成，哪怕是隨機的，這種強化對蟻穴的修補是無力的。而且，越是強的基體，一旦有漏洞，基本都會加速穴的擴充套件，崩潰是非常快的一個過程。
所以，強化基體，並不能延緩基體受損後對腐爛的抵抗力，這是兩碼事。
2、要想雙高，塑性是難點。想要塑性，就需要均攤變形。要均攤變形，就需要有一種機制：
當有區域性出現蟻穴的苗頭出現時，上去堵上這個已經萌芽的小洞。這個洞是堵上了，但整體而言損傷（材料伸長）是一定逐漸增加的，那就讓這些損傷以打散，每一份都比較小劑量的分攤到其他地方去，防止所有的損傷都集中到這裡導致快速崩塌，浪費其他區域的抵抗力。當劑量越小，分攤的分數越多，分攤的也就越均勻，大家都承擔了自己應當承擔的損傷，整體上就發揮出了自身具有的塑性。
這就是好的塑性。而實現這種分擔損傷核心指標就是strain hardening，即加工硬化，你揍他，他變強，損傷總是欺軟怕硬，這樣就強制地把損傷轉嫁到了其他區域。同時，當所有區域都受傷一次時，大家都捱了一輪七傷拳，身體都強化了，當然，即將來襲的損傷強度也變厲害了。
損傷vs抗爭, all over again.
單純細晶，一定是損害strain, work-hardening的，因為細晶限制了損傷的來襲，就好像身在身一個籠子裡，想獲得自傷都不行，揮不開拳腳。身體沒有打擊就沒有強化，沒有強化就沒有足夠的抵抗力，只能坐等損傷崩塌式來襲，塑性自然不好。所以細晶雙高，我說是民科的水平，是錯的。
老師這麼說，只是因為你還在本科階段；博士階段，沒有哪個老師會跟你這樣講，如果老師這樣講，只能說明老師不看書不看文獻。
能實現雙高的，就要在籠子裡實現自傷，以便做好等待系統損傷來襲的準備工作。怎麼辦？自己用手腳揍自己試不可能的，空間狹小。
也簡單，拿一個按摩器、電棍、電烙鐵，心臟起搏器、活塞錘，隨便一個不受限於空間的東西揍自己就可以了。
具體的，在基體內植入能在變形過程中保持足夠的加工硬化的組織或結構，在損傷一波比一波猛烈來襲的同時，自己不斷的揍自己，爭取和**跑個齊平（落後就會掛了）。現在有效的，至少是報道上看似有效的：變形攣晶（science，金屬所），硬金屬間化合物，如b2（nature，浦項），雙峰晶粒（大的負責塑性，小的負責強度，nature，約翰霍普金斯），這些在理論上都是是可行的，至少做個拇指大的東西上是可行的，雖然生產實際產品多半行不通或大打折扣。
要知道尺寸效應也是非常重要的。
另外，需要明確區分，工業生產和實驗室研究存在明顯差異。至少在我的資料經歷看來，超常效能在生產中會是永遠的二等追求，合格才是一等。
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堅守本心 機械工程
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金屬是由許多晶粒組成的多晶體，晶粒的大小可以用單位體積內晶粒的數目來表示，數目越多，晶粒越細。在常溫下的細晶粒金屬比粗晶粒金屬有更高的強度、硬度、塑性和韌性。這是因為細晶粒受到外力發生塑性變形可分散在更多的晶粒內進行，塑性變形叫均勻，應力集中較小；此外，晶粒越細，晶介面積越大，晶界越曲折，越不利於裂紋的擴充套件。
故工業上將通過細化晶粒以提高材料強度的方法成為細晶強化。
在常溫下，晶界的強硬度大於晶粒內的，晶粒細化後晶界增多，勢必對提高材料的強硬度起到一定作用。塑性變形過程中伴隨位錯運動。晶界對位錯運動有阻礙作用。
晶粒越細，晶界越多，對位錯運動的阻礙也越強烈。許多位錯在晶界處塞積聚集，構成位錯網、位錯壁，給材料的進一步變形帶來更大的難度。材料的塑性便隨之提高。
——**知乎
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