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[[Image:Al tensile test.jpg|thumb|right|180px|拉伸試驗後[[鋁合金|AlMgSi合金]]，產生中等延性的杯錐狀破裂面]]
[[Image:Cast_iron_tensile_test.JPG|thumb|right|180px|拉伸試驗後的[[鑄鐵]]，典型的脆性破裂.]]
'''延展性'''（{{lang-en|Ductility and Malleability}}），是物質的一種機械性質，表示材料在受力而產生[[斷裂]]（fracture）之前，其[[塑性變形]]的能力。延展性是由延性、展性兩個概念相近的機械性質合稱。常見[[金屬]]及許多[[合金]]均有延展性。

在[[材料科學]]中，'''延性'''（Ductility）是材料受到[[拉伸應力]]（tensile stress）變形時，特別被注目的材料能力。延性它主要表現在材料被拉伸成線條狀時。'''展性'''（Malleability）是另外一個較相似的概念，但它表示為材料受到[[壓縮應力]]（compressive stress）變形，而不破裂的能力。展性主要表現在材料受到鍛造或軋製成薄板時。延性和展性兩者間並不總是相關，如[[黃金]]具有良好的延性和展性，但[[鉛]]僅僅有良好的展性而已<ref name="mms"/>。然而，通常上因這兩個性質概念相近，常被稱為'''延展性'''。

== 各科學領域上==
=== 地質學 ===
在[[地球科學]]中，[[脆韌轉換帶]]（brittle-ductile transition zone）是一個地層帶，在[[大陸地殼]]約{{convert|15|km|mi|0}}深，在[[冰川]]下的脆性-延性轉換帶則約在{{convert|30|m|ft|-1}}深，在這轉換帶[[岩石]]的韌性減弱且傾向延性變形。然而，在就算在轉換帶之上，延性變形依然有機會發生，在轉換帶之下，物質也有可能發生韌性變形。這轉換帶的產生是因隨深度越深，壓力越大，韌性減弱，另一方面隨著溫度提高，使延性變強。
而轉換帶就產生在延性超過韌性之時。

=== 材料科學 ===
[[Image:Kanazawa Gold Factory.jpg|thumb|right|200px|因為黃金高延展性的關係，可製造金箔狀的葉片]]

延展性在[[金屬加工]]特別重要，當材料在受壓狀態下，若是產生裂縫或斷裂是不能運用在金屬成形如[[鍛造]]、[[輥軋]]（rolling）、[[抽製]]（drawing）等過程中的，展性材料能運用於[[沖壓]]和壓製，然而脆性材料和塑膠則只能用[[鑄造]]或[[射出成形]]的方式加工。

一般而言，以[[金屬鍵]]鍵結為主的金屬材質通常認為是延展性物質，材料之所以產生高延展性，是因為金屬鍵外層價電子並沒有被束縛，且原子間共用遊走於空價軌域的電子雲，這些自由電子允許金屬原子可以彼此間透過滑移通過，而不會像其他材料會產生的強排斥力，造成破裂。

延性可透過破裂應變<math>\varepsilon_f</math>量化，在這破裂應變是指歷經單軸[[拉伸試驗]]時的[[应变_(物理学)|工程應變]]。另外還有另一種普遍的測量法，即算發生破裂時的面積收縮百分比<math>q</math>.<ref name=dieter>G. Dieter, ''Mechanical Metallurgy'', McGraw-Hill, 1986, ISBN 978-0070168930</ref>。

以下列出有延展性相當良好的金屬：[[金]]、[[銀]]、[[鉑]]、[[鐵]]、[[鎳]]、[[銅]]、[[鋁]]、[[鋅]]和[[錫]]<ref name="mms">{{Citation | last = Rich | first = Jack C. | title = The Materials and Methods of Sculpture | publisher = Courier Dover Publications | page = 129 | year = 1988 | url = http://books.google.com/books?id=hW13qhOFa7gC | isbn = 0486257428}}</ref>。然而，[[鋼鐵]]的延性視[[合金]]的成分而定，碳含量越高延性下降。另外，許多塑膠材料和[[非晶形固體]]，如[[培樂多]]（Play-Doh）等，具有展性。

===延脆轉移溫度===

[[Image:Ductility.svg|thumb|right|157px|在拉伸試驗後，不同金屬材料產生不同的破斷面.<br>
(a)脆性破裂<br>
(b)中等延性破裂<br>
(c)高延性破裂]]

金屬的延脆轉移溫度（DBTT），又稱「無延性溫度」（NDT）或稱「脆性轉變溫度」，是當金屬溫度下降至某一點時，其性質延性轉變成脆性時的溫度。通常此溫度確定需通過衝擊破裂試驗，但測量設定上沒有一套明確的標準<ref>William D.Callister、JR. ''Materials Science and Engineering of Introduction'', 4/e, .</ref>。測驗時當到達某一點，可承受的耐破裂能量將會低於假設的某一值（通常鋼鐵傳統上設定是40J）<ref>John, Vernon. ''Introduction to Engineering Materials'', 3rd ed.(?) New York: Industrial Press, 1992. ISBN 0831130431.</ref>，即延脆轉移溫度。延脆轉移溫度相當重要，因為一旦金屬材料低於延脆轉移溫度時，若遭受到很大的衝擊，將會傾向產生巨大碎裂，而不會彎曲或變形。舉一個例子，[[鋅合金|鋅合金3]]（zamak 3）在室溫下有良好延性，但在零度以下的環境時，在衝擊下它會很容易碎裂。因此當物體若會受到工程應力，考慮選擇合適的金屬材料時，延脆轉移溫度相當重要。另外，較相似的案例是[[玻璃轉化溫度|玻璃轉換溫度]]，它發生在玻璃和高分子上，但它的機構是否為非晶形材料而有所不同。

然而，有些金屬的延脆轉移並不會很明顯，如[[體心立方]]（BCC）晶體結構的金屬它的轉移就比[[面心立方]]（FCC）晶體結構的還來得明顯。延脆轉移溫度也受到外界因素影響，如[[中子輻射]]會造成內部[[結晶缺陷]]（lattice defect），使延性下降，延脆轉移溫度提高。

===延性断裂===
{{main|延性断裂}}
當延性材料發生断裂時，稱為延性断裂（ductile fracture）。當金屬受到一作用應力，它可能是[[張力]]、應力、[[剪力]]或[[扭力]]，試品一開始將會產生塑性變形，然而隨著試品延性程度不同而有不同的斷裂面。在高延性試品中，試品會產生塑性變形，直到[[頸縮]]至斷裂。而中等延性試品形變至中等頸縮時，接著頸縮部位的中心截面會產生小孔穴，或產生微小空孔。當繼續受力變形，這些截面的小空孔會逐漸擴大，合併成一道裂縫，最後靠外部的裂縫會與軸方向呈45°剪力破壞，使破斷面呈杯錐狀断裂。

延性断裂對材料而言較有利，因為發生[[脆性斷裂]]（brittle fracture）時，幾乎沒有預警之下就發生斷裂，且脆性材料產生裂痕後，就算不再增加作用應力，裂痕仍可自發擴大。然而，當延性材料產生裂痕，除非繼續增加作用應力，不然裂痕是不會再擴大，且延性断裂前會產生大量形變，可提供断裂即將來臨的警訊，以利採取預防措施。

==參見==
* [[斷裂]]
* [[脆性斷裂]]
* [[形變]]
* [[加工硬化]]，降低延性的技術

==參考==
{{reflist}}

==外部連結==
* [http://www.engineersedge.com/material_science/ductility.htm Ductility definition at engineersedge.com] {{Wayback|url=http://www.engineersedge.com/material_science/ductility.htm |date=20210325055603 }}

{{Authority control}}

[[Category:连续介质力学]]
[[Category:变形]]
[[Category:物理性质]]