Ελαττό υλικό έναντι εύθραυστου υλικού: Διαφορά και σύγκριση

Βασικές τακτικές

1. Τα όλκιμα υλικά μπορούν να παραμορφωθούν υπό τάση, τα εύθραυστα όχι.
2. Το όλκιμο διατηρεί το σχήμα μετά από τέντωμα, εύθραυστα κατάγματα.
3. Το όλκιμο αποτυγχάνει σταδιακά, εύθραυστο ξαφνικά.

Τι είναι το όλκιμο υλικό;

Ως όλκιμα υλικά ορίζονται τα υλικά που παρουσιάζουν πλαστική παραμόρφωση πριν από τη θραύση. Με άλλα λόγια, αυτά τα υλικά είναι γνωστό ότι περνούν από σημαντική πλαστική παραμόρφωση όταν το φορτίο εφαρμόζεται χωρίς θραύση. 

Σε αντίθεση με τα εύθραυστα υλικά, τα οποία δεν μπορούν να αντέξουν το φορτίο και να σπάσουν, το όλκιμο υλικό έχει μια σημαντική ιδιότητα να αντέχει το εφαρμοζόμενο φορτίο πέρα ​​από τα σημεία διαρροής τους και μπορεί να επιμηκυνθεί σε λεπτά σύρματα και φύλλα.

Τα όλκιμα υλικά παρουσιάζουν υψηλή απορρόφηση ενέργειας υπό δοκιμή εφελκυσμού. Επίσης, η συμπεριφορά κατάγματος που οριοθετείται από τα όλκιμα υλικά τείνει να υφίσταται λαιμό πριν το κάταγμα. Μερικά παραδείγματα όλκιμων υλικών είναι ο χαλκός (Cu), ο μαλακός χάλυβας, το καουτσούκ, το αλουμίνιο (Al) και τα περισσότερα πλαστικά. 

Τι είναι το Εύθραυστο Υλικό;

Ως εύθραυστα υλικά ορίζονται τα υλικά που παρουσιάζουν ανεπαίσθητη πλαστική παραμόρφωση. Με άλλα λόγια, αυτά είναι τα υλικά στα οποία, όταν εφαρμόζεται, το φορτίο διασπάται απότομα ή αγχωτικά. 

Σε αντίθεση με τα όλκιμα υλικά που έχουν την ικανότητα να υποστούν σημαντική παραμόρφωση πριν από την αστοχία, τα εύθραυστα υλικά αποτυγχάνουν να το κάνουν. Αυτό οφείλεται στην ατομική και μικροδομική διάταξη των υλικών που δεν έχουν την ικανότητα να ενσωματώνουν πλαστικότητα. 

Τα εύθραυστα υλικά παρουσιάζουν χαμηλή απορρόφηση ενέργειας υπό δοκιμή εφελκυσμού. Επίσης, τα εύθραυστα υλικά διαφημίζουν τη συμπεριφορά θραύσης όπου τα κατάγματα συμβαίνουν ξαφνικά και χωρίς σημαντική παραμόρφωση. Μερικά παραδείγματα εύθραυστων υλικών είναι ο χυτοσίδηρος (Fe), η πέτρα, τα κεραμικά (τσιμέντο, γυαλί, σκυρόδεμα κ.λπ.) και ο πάγος. 

Διαφορά μεταξύ όλκιμου υλικού και εύθραυστου υλικού

1. Ως όλκιμα υλικά ορίζονται τα υλικά που παρουσιάζουν πλαστική παραμόρφωση πριν από τη θραύση. Ενώ από την άλλη, εύθραυστα υλικά ορίζονται ως υλικά που παρουσιάζουν ανεπαίσθητη πλαστική παραμόρφωση.
2. Λαμβάνοντας υπόψη το ποσοστό επιμήκυνσης στην περίπτωση των όλκιμων υλικών είναι υψηλότερο πριν από τη θραύση υπό την αντοχή εφελκυσμού. Ενώ συγκριτικά, από την άλλη πλευρά, η ποσοστιαία επιμήκυνση στην περίπτωση εύθραυστων υλικών είναι μικρότερη πριν από τη θραύση υπό την αντοχή εφελκυσμού.
3. Τα όλκιμα υλικά παρουσιάζουν υψηλή απορρόφηση ενέργειας υπό δοκιμή εφελκυσμού. Ταυτόχρονα, τα εύθραυστα υλικά παρουσιάζουν χαμηλή απορρόφηση ενέργειας υπό δοκιμή εφελκυσμού.
4. Στην περίπτωση φόρτισης λόγω κόπωσης, τα όλκιμα υλικά παρουσιάζουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Από την άλλη πλευρά, παρουσιάζει μικρότερη διάρκεια ζωής για εύθραυστα υλικά.
5. Μερικά παραδείγματα όλκιμων υλικών είναι ο χαλκός (Cu), ο μαλακός χάλυβας, το καουτσούκ, το αλουμίνιο (Al) και τα περισσότερα πλαστικά. Ενώ, συγκριτικά από την άλλη πλευρά, ορισμένα παραδείγματα εύθραυστων υλικών είναι - ο χυτοσίδηρος (Fe), η πέτρα, τα κεραμικά (όπως - τσιμέντο, γυαλί, σκυρόδεμα κ.λπ.) και ο πάγος.
6. Τα όλκιμα υλικά μπορούν να υποστούν ποικίλες εργασίες διαμόρφωσης όπως έλαση, έλξη, σφυρηλάτηση, κάμψη, κ.λπ. Ενώ από την άλλη πλευρά, τα εύθραυστα υλικά δεν μπορούν να υποβληθούν σε καμία διαδικασία διαμόρφωσης. Για παράδειγμα – Ο χυτοσίδηρος δεν μπορεί να συρθεί στα καλώδια.
7. Μιλώντας για το Young Modulus, το όλκιμο υλικό έχει χαμηλό συντελεστή, ενώ στην περίπτωση του εύθραυστου υλικού είναι υψηλό.
8. Η συμπεριφορά κατάγματος που οριοθετείται από τα όλκιμα υλικά τείνει να υφίσταται λαιμό πριν το κάταγμα. Ταυτόχρονα, τα εύθραυστα υλικά διαφημίζουν τη συμπεριφορά κατά της θραύσης όπου τα σπασίματα συμβαίνουν ξαφνικά και χωρίς σημαντική παραμόρφωση. 

Σύγκριση μεταξύ όλκιμου υλικού και εύθραυστου υλικού

Παράμετρος σύγκρισης	Εύκαμπτο Υλικό	Εύθραυστο υλικό
Ορισμός	Τα υλικά που παρουσιάζουν πλαστική παραμόρφωση πριν τη θραύση	Τα υλικά που παρουσιάζουν ανεπαίσθητη πλαστική παραμόρφωση
Ποσοστό επιμήκυνσης	υψηλότερη	Χαμηλώστε
Απορρόφηση ενέργειας	Περισσότερα	μείον
Φόρτωση κόπωσης	Δείχνουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής	Παρουσιάζουν μικρότερη διάρκεια ζωής
Παραδείγματα	Χαλκός, μαλακός χάλυβας, καουτσούκ, αλουμίνιο και τα περισσότερα πλαστικά	Χυτοσίδηρος, πέτρα, κεραμικά (όπως – τσιμέντο, γυαλί, σκυρόδεμα κ.λπ.), πάγος
Λειτουργίες Διαμόρφωσης	Όπως η έλαση, η κάμψη, η σφυρηλάτηση κ.λπ., μπορούν να διαμορφωθούν σε υλικά	Δεν μπορεί να εκτελεστεί στα υλικά. Για παράδειγμα – Ο χυτοσίδηρος δεν μπορεί να συρθεί στα καλώδια
Young Modulus	Δείχνει το χαμηλό συντελεστή	Δείχνει το υψηλό συντελεστή
Συμπεριφορά κατάγματος	Τείνουν να υφίστανται αυχένα πριν από το κάταγμα	Το κάταγμα συμβαίνει ξαφνικά και χωρίς σημαντική παραμόρφωση

αναφορές

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

Τελευταία ενημέρωση: 03 Σεπτεμβρίου 2023