المواد المطيلة مقابل المواد الهشة: الفرق والمقارنة

الوجبات السريعة الرئيسية

1. يمكن أن تتشوه المواد المرنة تحت التوتر، أما المواد الهشة فلا يمكن أن تتشوه.
2. يحتفظ الدكتايل بشكله بعد التمدد والكسور الهشة.
3. يفشل الدكتايل تدريجياً، ويصبح هشاً فجأة.

ما هي مادة الدكتايل؟

يتم تعريف المواد المرنة على أنها المواد التي تظهر تشوهًا لدنًا قبل الكسر. بمعنى آخر، من المعروف أن هذه المواد تمر بتشوه بلاستيكي كبير عند تطبيق الحمل دون أن تتكسر. 

على عكس المواد الهشة، التي لا تستطيع تحمل الحمل والانهيار، تتمتع المواد المطيلة بخاصية كبيرة لتحمل الحمل المطبق بما يتجاوز نقاط الخضوع الخاصة بها وتكون قادرة على الاستطالة إلى أسلاك وألواح رفيعة.

تظهر المواد المرنة امتصاصًا عاليًا للطاقة تحت اختبار الشد. كما أن سلوك الكسر الذي تحدده المواد المرنة يميل إلى الخضوع للعنق قبل الكسر. بعض الأمثلة على المواد المرنة هي النحاس (Cu)، والفولاذ الطري، والمطاط، والألمنيوم (Al)، ومعظم المواد البلاستيكية. 

ما هي المواد الهشة؟

يتم تعريف المواد الهشة على أنها المواد التي تظهر تشوهًا بلاستيكيًا غير محسوس. وبعبارة أخرى، هذه هي المواد التي، عند تطبيقها، ينهار الحمل بشكل مفاجئ أو مرهق. 

على عكس المواد اللينة التي لديها القدرة على الخضوع لتشوه كبير قبل الفشل، تفشل المواد الهشة في القيام بذلك. ويرجع ذلك إلى الترتيب الذري والبنيوي الدقيق للمواد التي ليس لديها القدرة على دمج اللدونة. 

تظهر المواد الهشة امتصاصًا منخفضًا للطاقة تحت اختبار الشد. كما أن المواد الهشة تعلن عن سلوك الكسر حيث تحدث الكسور فجأة ودون تشوه كبير. بعض الأمثلة على المواد الهشة هي الحديد الزهر (Fe)، والحجر، والسيراميك (الأسمنت، والزجاج، والخرسانة، وما إلى ذلك)، والجليد. 

الفرق بين المواد المطيلة والمواد الهشة

1. يتم تعريف المواد المرنة على أنها المواد التي تظهر تشوهًا لدنًا قبل الكسر. ومن ناحية أخرى، يتم تعريف المواد الهشة على أنها المواد التي تظهر تشوهًا بلاستيكيًا غير محسوس.
2. باعتبار أن نسبة الاستطالة في حالة المواد القابلة للسحب تكون أعلى قبل الكسر تحت قوة الشد. بينما نسبيا من ناحية أخرى فإن نسبة الاستطالة في حالة المواد الهشة تكون أقل قبل الكسر تحت قوة الشد.
3. تظهر المواد المرنة امتصاصًا عاليًا للطاقة تحت اختبار الشد. وفي الوقت نفسه، تظهر المواد الهشة امتصاصًا منخفضًا للطاقة تحت اختبار الشد.
4. في حالة تحميل الكلال، تظهر المواد اللدنة عمرًا أطول. ومن ناحية أخرى، فإنه يظهر عمرًا أقصر للمواد الهشة.
5. بعض الأمثلة على المواد المرنة هي النحاس (Cu)، والفولاذ الطري، والمطاط، والألمنيوم (Al)، ومعظم المواد البلاستيكية. بينما، من ناحية أخرى نسبيًا، بعض الأمثلة على المواد الهشة هي الحديد الزهر (Fe)، والحجر، والسيراميك (مثل – الأسمنت، والزجاج، والخرسانة، وما إلى ذلك)، والجليد.
6. يمكن أن تخضع المواد المرنة لعمليات تشكيل متنوعة مثل الدرفلة، والسحب، والتزوير، والثني، وما إلى ذلك. بينما من ناحية أخرى، لا يمكن للمواد الهشة أن تخضع لأي عمليات تشكيل. على سبيل المثال – لا يمكن سحب الحديد الزهر إلى أسلاك.
7. عند الحديث عن معامل الشباب، فإن المواد القابلة للسحب لها معامل منخفض، بينما في حالة المواد الهشة، يكون معاملها مرتفعًا.
8. يميل سلوك الكسر الذي تحدده المواد المرنة إلى الخضوع للعنق قبل الكسر. وفي الوقت نفسه، تعلن المواد الهشة عن سلوك الكسر حيث تحدث الكسور فجأة ودون تشوه كبير. 

مقارنة بين المواد المطيلة والمواد الهشة

معلمة المقارنة	مادة مطيلة	مادة هشة
تعريف	المواد التي تظهر عليها تشوه اللدونة قبل الكسر	المواد التي تظهر تشوهًا بلاستيكيًا غير محسوس
نسبة الاستطالة	أكثر	أقل
امتصاص الطاقة	المزيد	أقل
تحميل التعب	أنها تظهر عمر أطول	أنها تظهر عمر أقصر
أمثلة	النحاس والفولاذ الطري والمطاط والألومنيوم ومعظم المواد البلاستيكية	الحديد الزهر، الحجر، السيراميك (مثل الأسمنت، الزجاج، الخرسانة، إلخ)، الثلج
عمليات التشكيل	مثل الدرفلة، والثني، والتزوير، وما إلى ذلك، يمكن تشكيلها على المواد	لا يمكن تنفيذها على المواد. على سبيل المثال – لا يمكن سحب الحديد الزهر إلى أسلاك
عارض شاب	ويظهر معامل منخفض	ويظهر معامل عالية
سلوك الكسر	تميل إلى الخضوع للعنق قبل الكسر	يحدث الكسر فجأة ودون تشوه كبير

مراجع حسابات

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142112318301208
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142112309000073

آخر تحديث: 03 سبتمبر 2023