Süneklik
Sünek-gevrek geçiş sıcaklığı
Metaller iki farklı tipte kırılmaya maruz kalabilmektedir: gevrek kırılma veya sünek kırılmadır. Sünek malzemelerin plastik deformasyona uğrama kabiliyeti nedeniyle kırılgan malzemelerde kırılma yayılımı daha hızlı gerçekleşmektedir. Bu nedenle, sünek malzemeler, kırılmadan önce kırılgan malzemelerden daha fazla enerji absorbe etme yetenekleri nedeniyle daha fazla strese dayanabilmektedir. Plastik deformasyon, Griffith denkleminin bir modifikasyonunun ardından malzeme ile sonuçlanmaktadır; burada, çatlağı genişletmek için gereken plastik iş nedeniyle, çatlağı oluşturmak için gerekli işe eklenen kritik kırılma gerilimi artmaktadır - yüzey enerjisindeki artışa karşılık gelen iştir. Ek bir çatlak yüzeyinin oluşumundan kaynaklanmaktadır. Sünek metallerin plastik deformasyonu, metalin potansiyel arızasının bir işareti olabileceğinden önemlidir. Ancak malzemenin sünek davranışa karşı gevrek davranış sergilediği nokta, yalnızca malzemenin kendisine değil, aynı zamanda malzemeye gerilmenin uygulandığı sıcaklığa da bağlıdır. Malzemenin kırılgandan sünek hale veya tersine değiştiği sıcaklık, yük taşıyan metalik ürünlerin tasarımı için çok önemlidir. Metalin gevrek davranıştan sünek davranışa veya sünek davranıştan gevrek davranışa geçtiği minimum sıcaklık, sünek-kırılgan geçiş sıcaklığı (DBTT) olarak bilinir. DBTT' nin altında, malzeme plastik olarak deforme olamayacaktır ve çatlak yayılma hızı hızla artmaktadır, bu da malzemenin hızlı bir şekilde gevrek kırılmaya uğramasına neden olmaktadır. Ayrıca, DBTT önemlidir, çünkü bir malzeme DBTT' nin altına soğutulduğunda, bükülme veya deforme olma (düşük sıcaklıkta gevrekleşme) yerine darbede kırılma eğilimi çok daha fazladır. Bu nedenle, DBTT, sıcaklık azaldıkça, bir malzemenin sünek bir şekilde deforme olma yeteneğinin azaldığını ve dolayısıyla çatlak yayılma hızının önemli ölçüde arttığını göstermektedir. Başka bir deyişle, katılar çok düşük sıcaklıklarda çok kırılgandır ve yüksek sıcaklıklarda toklukları çok daha yüksek olmaktadır. Daha genel uygulamalar için, malzemenin daha geniş bir süneklik aralığına sahip olmasını sağlamak için daha düşük bir DBTT' ye sahip olmak tercih edilmektedir. Bu sayede ani çatlakların önüne geçilerek metal gövdedeki arızaların önüne geçilmektedir. Bir malzemede ne kadar fazla kayma sistemi varsa, sünek davranışın sergilendiği sıcaklık aralığının o kadar geniş olduğu belirlenmiştir. Bunun nedeni, malzemeye bir stres uygulandığında daha fazla dislokasyon hareketine izin veren kayma sistemleridir. Bu nedenle, daha düşük miktarda kayma sistemine sahip malzemelerde, dislokasyonlar genellikle, malzeme mukavemetini artıran ve malzemeyi daha kırılgan hale getiren gerinim sertleşmesine yol açan engeller tarafından sabitlenmektedir. Bundan dolayı, FCC yapıları geniş bir sıcaklık aralığında sünektir, BCC yapıları sadece yüksek sıcaklıklarda sünektir ve HCP yapıları genellikle geniş sıcaklık aralıklarında gevrektir. Bu, bu yapıların her birinin, çeşitli sıcaklıklarda arızaya (yorgunluk, aşırı yük ve stres çatlaması) yaklaştıkça farklı performanslara sahip olmasına yol açar ve belirli bir uygulama için doğru malzemeyi seçmede DBTT' nin önemini göstermektedir. DBTT, mekanik streslere maruz kalan malzemelerin seçiminde çok önemli bir husustur. Benzer bir bilgi olan camsı geçiş sıcaklığı, bu amorf malzemelerde mekanizma farklı olmasına rağmen, camlar ve polimerlerde meydana gelmektedir. DBTT ayrıca metal içindeki tanelerin boyutuna da bağlıdır, çünkü tipik olarak daha küçük tane boyutu, çekme mukavemetinde bir artışa yol açarak süneklikte bir artışa ve DBTT' de azalmaya neden olmaktadır. Çekme mukavemetindeki bu artış, malzeme içinde meydana gelen tane sınırı sertleşmesine neden olan daha küçük tane boyutlarından kaynaklanmaktadır, burada dislokasyonlar tane sınırlarını atlamak ve malzeme boyunca yayılmaya devam etmek için daha büyük bir stres gerektirmektedir. Boyutlarını 40 mikrondan 1,3 mikrona düşürmek için ferrit tanelerini rafine etmeye devam ederek, DBTT' yi tamamen ortadan kaldırmanın mümkün olduğu, böylece ferritik çelikte asla gevrek bir kırılma meydana gelmediği gösterilmiştir (gerekli DBTT'nin olması gerektiği gibi). mutlak sıfırın altında). Bazı malzemelerde geçiş diğerlerinden daha keskindir ve tipik olarak sıcaklığa duyarlı bir deformasyon mekanizması gerektirir. Örneğin, yüzey merkezli kübik (bcc) kafesli malzemelerde, DBTT kolayca görülebilmektedir, çünkü vida dislokasyonlarının hareketi, kaymadan önce dislokasyon göbeğinin yeniden düzenlenmesi termal aktivasyon gerektirdiğinden sıcaklığa çok duyarlıdır. Bu, yüksek ferrit içeriğine sahip çelikler için sorunlu olabilmektedir. Bu, II. Dünya Savaşı sırasında daha soğuk sularda Liberty gemilerinde ciddi bir gövde çatlaması ile ünlü olarak sonuçlanmıştır ve birçok batmaya neden olmuştur. DBTT ayrıca, iç kafes kusurlarında bir artışa ve süneklikte bir azalmaya ve DBTT' de artışa yol açan nötron radyasyonu gibi dış faktörlerden de etkilenebilmektedir. Bir malzemenin DBTT' sini ölçmenin en doğru yöntemi kırılma testidir. Tipik olarak, önceden çatlamış cilalı malzeme çubukları üzerinde çeşitli sıcaklıklarda dört nokta bükme testi gerçekleştirilmektedir. Spesifik metallerin DBTT' sini belirlemek için tipik olarak iki kırılma testi kullanılmaktadır: Charpy V- çentik testi ve Izod testidir.