Ductilidad

En la ciencia de materiales, la ductilidad es la capacidad de un material sólido de deformar bajo la tensión extensible; esto a menudo es caracterizado por la capacidad del material para estirarse en un alambre. La maleabilidad, una propiedad similar, es la capacidad de un material de deformar bajo la tensión compresiva; esto a menudo es caracterizado por la capacidad del material de formar una hoja delgada martillando o rodando. Ambos de estas propiedades mecánicas son aspectos de la plasticidad, el grado al cual un material sólido se puede plástico deformar sin la fractura. También, estas propiedades materiales son dependientes de temperatura y presión (investigado por Percy Williams Bridgman como la parte de su trabajo de ganancia del Premio Nobel de altas presiones).

La ductilidad y la maleabilidad son no siempre coextensive – por ejemplo, mientras el oro es tanto dúctil como maleable, el plomo sólo es maleable. La ductilidad de la palabra a veces es usada para abrazar ambos tipos de la plasticidad.

Ciencia de materiales

La ductilidad es sobre todo importante en la metalistería, ya que los materiales que se rajan o se rompen bajo la tensión no se pueden manipular usando procesos de formación metálicos, como martilleo, balanceo y dibujo. Los materiales maleables se pueden formar usando la selladura o el apretamiento, mientras que los metales frágiles y los plásticos se deben moldear.

Los altos grados de la ductilidad ocurren debido a enlaces metálicos, que se encuentran predominantemente en metales y lleva a la percepción común que los metales son dúctiles en general. En enlaces metálicos los electrones de la cáscara de la valencia son delocalized y compartido entre muchos átomos. Los electrones delocalized permiten que átomos metálicos se deslicen por delante del uno al otro sin sujetarse a fuerzas repulsivas fuertes que harían que otros materiales se rompan.

La ductilidad puede ser cuantificada por la tensión de la fractura, que es la tensión técnica en la cual un espécimen de prueba se fractura durante una prueba extensible uniaxial. Otra medida comúnmente usada es la reducción de área en la fractura. La ductilidad de acero varía según los componentes que alean. El aumento de niveles de carbón disminuye la ductilidad. Muchos plásticos y los sólidos amorfos, como el Juego-Doh, también son maleables.

El metal más dúctil es el platino y el metal más maleable es de oro

Temperatura de transición dúctil y frágil

(a) Fractura frágil

(b) Fractura dúctil

(c) Fractura completamente dúctil]]

La temperatura de transición dúctil y frágil (DBTT), la temperatura de la ductilidad de la nada (NDT) o la temperatura de transición de la ductilidad de la nada de un metal representan el punto al cual la energía de la fractura pasa debajo de un punto predeterminado (para aceros típicamente 40 J para una prueba de impacto de Charpy estándar). DBTT es importante desde entonces, una vez que un material se refresca debajo del DBTT, tiene una mucho mayor tendencia de romperse en el impacto en vez de doblar o deformar. Por ejemplo, zamak 3 objetos expuestos ductilidad buena en la temperatura ambiente pero se rompe a temperaturas subcero cuando afectado. DBTT es una consideración muy importante en la selección de materiales cuando el material antes mencionado es sujeto a tensiones mecánicas. Un fenómeno similar, la temperatura de transición de cristal, ocurre con gafas y polímeros, aunque el mecanismo sea diferente en estos materiales amorfos.

En algunos materiales esta transición es más aguda que otros. Por ejemplo, la transición es generalmente más aguda en materiales con un celosía de centrado en el cuerpo cúbico (BCC) que aquellos con un celosía de centrado en la cara cúbico (FCC). DBTT también puede ser bajo la influencia de factores externos como la radiación de neutrón, que lleva a un aumento de defectos del celosía internos y una disminución correspondiente en la ductilidad y aumento de DBTT.

El método más exacto de medir el BDT o la temperatura DBT de un material es por pruebas de la fractura. Típicamente, cuatro pruebas de curva del punto en una variedad de temperaturas se realizan en barras prerajadas del material pulido. Para experimentos conducidos a temperaturas más altas, aumentos de actividad de dislocación. A cierta temperatura, las dislocaciones protegen la punta de primera hasta tal punto el precio de deformación aplicado no es suficiente para la intensidad de la tensión en la punta de primera para alcanzar el valor crítico para la fractura (K). La temperatura a la cual esto ocurre es la temperatura de transición dúctil y frágil. Si los experimentos se realizan a un precio de tensión más alto, se requiere que más dislocación protector prevenga la fractura frágil y la temperatura de transición se levanta.

Véase también

Enlaces externos



Buscar