下列材料性質之敘述何者正確？

本題考點

材料拉伸試驗的應力－應變曲線判讀，包括楊氏係數的定義範圍、頸縮發生的階段，以及曲線下面積與材料吸收能量（韌度）的關係。

正解理由

材料受拉到斷裂為止所吸收的能量，等於應力－應變曲線下方的面積。韌性材料（Ductile material）的特點是降伏之後還能產生很大的塑性變形才斷裂，曲線往右延伸得很長，曲線下的面積因此遠大於脆性材料；脆性材料幾乎在彈性段末端就直接斷裂，面積很小。所以「韌性材料破壞時會吸收較多能量」這句敘述與材料力學原理相符，也是耐震設計偏好韌性構材的根本原因：結構在地震中可以靠塑性變形消耗能量，而不是突然斷裂。故選 B。

逐項排除

1. (A)

   錯誤。楊氏係數是應力－應變曲線「線彈性段」的斜率，也就是從座標原點到比例限度之間那一段直線的斜率，在此範圍內應力與應變成正比。過了比例限度，曲線開始彎曲，材料進入非線性與塑性階段，若把原點直接連到極限點（Ultimate point），得到的是一條割線，它的斜率比真正的彈性段斜率小得多，而且隨材料延展程度而變，不是材料常數。要改成正確敘述：楊氏係數為原點至比例限度（彈性範圍內）直線段之斜率。

2. (B)

   正確。韌性材料斷裂前有大量塑性變形，曲線下面積大，吸收的能量多；理由已在正解理由說明。

3. (C)

   錯誤。鋼材拉伸時，在到達最大強度點（極限點）之前，試體整段長度大致均勻伸長，同時發生應變硬化，承載力持續上升；到達最大強度點後，變形才開始集中在某一局部，該處斷面明顯縮小，這就是頸縮（Necking）。頸縮一出現，以原始斷面計算的工程應力便開始下降，直到斷裂。所以頸縮是從最大強度點開始、發生在其「之後」的下降段，而非之前。

4. (D)

   錯誤。極限點越接近降伏點，代表材料降伏後幾乎沒有應變硬化的空間，強度提升有限，塑性段的面積通常較小，破壞時能吸收的能量反而較少，且一旦降伏，變形容易集中在局部而提早斷裂。要改成正確敘述：極限點與降伏點相距越遠（降伏後仍有明顯的強度提升與較長的塑性變形段）的材料，破壞時吸收的能量越多。

記憶點