主な相違点 – 延性 vs 可鍛性
延性と可鍛性は、金属の変形に関係する特性です。
延性は、金属が引張応力を受ける能力。
延性は引張応力を受ける性質、展性は圧縮応力を受ける性質です。
これが延性と可鍛性の主な違いです。
この2つの顕著な特性は、金属にのみ見られるユニークな金属結合によるものです。
本稿では、この点について考察する。
1. What is Ductility
– Definition, Features, Examples
2. What is Malleability
– Definition, Features, Examples
3. What is the difference between Ductility and Malleability
延性とは
材料の両端に互いに引き離そうとする力が加わったとき、材料には応力がかかります。
これを引張応力という。
引張応力により、塑性変形が起こります。
引張応力を一軸方向にかけると、材料は線状に巻き取られることがあります。
ほとんどの金属は、この引張応力に対して大きな能力を発揮する。
例えば、銅は高い延性を示すが、ビスマスは比較的延性が低く、引張応力によって容易に破断する傾向があります。
延性は、材料の粒径に依存する。
結晶粒径が小さいと、転位が抵抗を受けて動きにくくなり、延性は低下する。
結晶粒径が大きいと、その逆となる。
延性は、金属原子が互いに滑り、応力下で変形する能力に起因する。
また、延性は温度に比例する。
金属は加熱されると延性が高くなる。
ただし、鉛は例外的に熱を加えると脆くなる。
金属を引き伸ばすことを「撚り」という。
金や銀などの高価な金属を撚り合わせて、鎖やネックレスが作られる。
延性は、材料の引張応力によって把握される。
引張応力が大きいほど延性は高くなり、伸びやすくなる。
延性は曲げ試験で測定される。
これは、試験片を所定の角度に曲げたり、破断するまで曲げたりすることで行われる。
延性の高い材料は、チューブ、ワイヤー、その他さまざまな自動車部品に使用されている。
合金は組成が純粋でないため、延性が高い。
炭素などの材料は延性が低い。
炭素の組成を高めることで、鋼の延性を高めることができる。
マレラビリティとは
圧縮試験により、材料が塑性変形する能力。
圧縮応力は、材料の寸法を縮め、その体積を小さくする。
金属は、正の金属イオンを取り囲む電子の海が、その小さな体積に耐えられるように調整することができるため、非常に可鍛性に富んでいる。
可鍛性材料は、薄い板に巻いたり、プレスしたり、ハンマーで叩いても壊れない。
材料は、結晶構造の配置によって、さまざまな可鍛性を示す。
NaClはイオン格子構造をしており、プラスとマイナスのイオンが特定の場所に配置されている必要がある。
そのため、圧力がかかるとイオンが転位できず、構造が壊れてしまいます。
そのため、NaClはマレブルな材料ではありません。
一方、銅は、圧力をかけると結晶構造を調整することができる。
従って、高い可鍛性を持つ。
可鍛性の高い材料としては、金、銀、鉄、銅、アルミニウム、錫、リチウムなどが挙げられる。
アンチモンやビスマスは、圧力がかかったときに原子が並ばないため、より硬くなります。
したがって、より硬く、もろい素材となる。
温度が上がるとマレリー性も高くなる。
不純物もマレリー性に影響する。
不純物があると、転位が動きにくくなる。
可鍛性は、金属の形状を変化させ、さまざまなものを作るのに有効です。
図2：延性材料は板状に圧延できる。
延性と可鍛性の違い
定義
延性。
延性とは、引張応力下で材料が伸びる能力を指す。
可鍛性。
圧縮応力下で変形し、形状を変化させる能力を意味する。
形状
延性。
延性のある材料は、線状に巻くことができる。
可鍛性。
圧延して板状にすることができる。
測定
延性 延性は曲げ試験により測定する。
可鍛性 圧力に耐えられるかどうかで測定します。
可鍛性・延性に影響を与える要因について
延性。
延性は結晶粒径に影響される。
可鍛性。
結晶構造に影響される。
結論
延性は引張応力で伸びる性質、展性は圧縮応力で変形して形が変わる性質のことである。
これが延性と可鍛性の大きな違いです。
この2つの性質は、いずれも温度の上昇とともに大きくなるが、鉛や錫は熱を加えると延性も展性も低下する。
延性の高い材料は、ほとんどが展性です。
金は延性が高く、かつ可鍛性も高い。
そのため、ジュエリーの素材として非常に人気があります。
合金は、金属が混在しているため、粒径が加工しやすくなり、圧力に耐えられるようになる。
延性は材料の粒径に依存し、可鍛性は結晶構造に依存する。
