材料强度和韧性之间的区别

forging

强度（Strength）

强度是指无裂纹的金属在单次施加负荷下发生变形或断裂之前能够承受的应力。它是衡量材料在受到拉伸力作用时的抗断裂能力。

韧性（Toughness）
韧性是指含有裂纹的材料在发生断裂前所需的能量量。材料越韧，引起裂纹扩展至断裂所需的能量就越多。对于特定的合金来说，较低的断裂韧性意味着较低的延展性。例如，玻璃的韧性非常低，因此非常脆。

负荷对断裂的影响
对于具有特定长度裂纹的部件，随着断裂韧性的降低，部件在发生断裂前承受负荷的能力也会降低。相反，对于一定的负荷，随着断裂韧性的提高，部件能够容忍更长的裂纹而不发生断裂。如下图所示，对于任何特定的合金，随着拉伸强度的增加，其韧性会降低。因此，当同时需要高韧性和高强度时，通常需要更换成另一种合金来满足这两个要求。

在材料选择时考虑强度和韧性
设计人员通常倾向于使用尽可能高强度的材料，以使他们能够最小化部件的横截面积。然而，这可能会无意中导致使用韧性不足以承受断裂的材料，如果材料在制造过程中或使用过程中形成小裂纹。疲劳应力是裂纹形成的一种可能原因。

在暴露于疲劳条件下的部件中形成裂纹通常是意料之中的。在这些情况下，需要知道断裂韧性，以确定部件在裂纹扩展到整个横截面无法支撑负荷并且部件发生断裂之前可以继续使用多长时间。这适用于航空航天部件和压力容器，如锅炉。

对于暴露于疲劳条件下的结构部件，设计人员必须同时关注强度和韧性。强度必须足够大，以使材料能够在不发生变形的情况下承受施加的负荷。韧性必须足够，以使金属能够承受疲劳裂纹的形成而不会发生灾难性的失败。

披着兔皮的狈

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老人与海

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