ductiliteettiin

Venymiskyky, jota kutsutaan myös duktiiliys‑termillä, on materiaalin kyky plastisesti venyä ennen murtumista. Duktiiliset materiaalit kestävät suuria muodonmuutoksia, ja murtuma tapahtuu vasta, kun plastinen muutos on ollut merkittävä. Hauraat materiaalit puolestaan murtuvat pienellä plastisella muodonmuutoksella. Venymiskyky on tärkeä ominaisuus monissa metallien ja yhdistelmien käyttö- ja valmistusprosesseissa.

Mittaaminen ja arvoja. Yleisimmin venymiskyky määritetään tehdyn jännityssuhteen (tensile testin) avulla standardien mukaan (esimerkiksi ISO- ja ASTM-ymmärryksessä). Keskeisiä arvoja ovat venymä murtumassa prosentteina sekä murtuma-alueen pienentymä prosentteina. Näitä arvoja käytetään erottamaan ductile- ja brittle‑materiaalit sekä ohjaamaan valintaa suunnittelussa ja valmistuksessa.

Tekijät ja mikrorakenne. Diktiilisyys riippuu monista tekijöistä: kemiallinen koostumus ja lisäaineet, mikrorakenne (kidekoko), rakeiden koko, sekä lämpötila ja nopeus, jolla muodonmuutosta aiheutetaan. Lämpötilan noustessa ductility yleensä kasvaa, kun taas kylmätyöskentely ja suuret jännitykset voivat heikentää sitä. Lämpökäsittelyt ja muotoiluprosessit (valssaus, hitsaus, kuumahionta) vaikuttavat suoraan ductilityn syvyyteen.

Sovellukset ja merkitys. Duktiilius on olennaista muotoilussa ja massan valmistuksessa: terästen, kuparien ja alumiinien venyvyys mahdollistaa muotoutumisen, venytyksen ja kuormien ilman katkeamista. Ductility liittyy myös kestävyyteen ja energiaa absorboivaan ominaisuuteen, mikä on tärkeää esimerkiksi iskuenergiaa vaativissa rakenteissa.

Rinnakkaisuudet ja rajoitukset. Ductilityin kanssa on usein tasapainohtava suhteessa lujuuteen ja lämpötilaan liittyviin rajoituksiin. Materiaalin suunnittelussa pyritään löytämään oikea visio ductilityn ja lujuuden väliltä sekä ottamaan huomioon käytön lämpötilat ja kuormitusolosuhteet.