Materiales De Comportamiento Ductil 5s632w

1.4.1 Materiales de comportamiento dúctil Ductilidad La ductilidad como la maleabilidad permite a los materiales deformarse, esta es la capacidad que presentan algunos materiales de deformarse sin romperse obteniendo alambres o hilos de dicho material, bajo la acción de una fuerza, esto favorece el uso de los mismos para tejidos, cableados o diversos usos eléctricos en la industria. La deformación de los materiales dúctiles, además, puede incrementarse en presencia de calor, sin llegar a los márgenes del fundido, y es medida de manera indirecta mediante la resiliencia, sobre todo en los metales. Estos últimos son los materiales dúctiles más usuales, ya que sus átomos están configurados de modo tal que pueden deslizarse unos sobre otros, permitiendo así la obtención de alambres e hilos de diferentes grosores. La ductilidad es una medida del grado de deformación plástica que puede ser soportada por el material hasta la fractura. Un material que experimenta poca o ninguna deformación plástica se denomina frágil. El diagrama tensióndeformación para materiales dúctiles y para materiales frágiles se ilustran esquemáticamente en la sig. Expresión.

EL=

LF −L0 100=100 ε f L0

Dónde: Lf es la longitud en el momento de la fractura y Lo es la longitud de la probeta original. Siempre que una parte significativa de la deformación plástica a la rotura esté confinada en la región de la estricción, la magnitud de % EL dependerá de la longitud de prueba de la probeta. Cuanto más corta sea Lo, mayor será la fracción del alargamiento total que proviene de la estricción, y, por consiguiente, mayor será el valor de % EL. Por tanto, se debe especificar el valor de Lo cuándo se menciona el alargamiento relativo, el cual se suele tomar igual a 50 mm. El porcentaje de reducción de área % AR se define como:

A − Af 0 AR= 0 100 0 A0 donde Ao es el área de la sección inicial y Af es el área de la sección en el momento de la fractura (Tanto Lf como Af se miden después de la rotura, volviéndose a colocar juntas las dos piezas resultantes). Para un determinado material los valores de % EL y % AR son en general diferentes. La mayoría de los metales tienen por lo menos un pequeño grado de ductilidad a temperatura ambiente. Sin embargo, algunos se hacen frágiles a medida que la temperatura disminuye.

Fig. 1. Diagrama de un material dúctil y frágil.

El conocimiento de la ductilidad de un material es importante por lo menos por dos razones. En primer lugar, indica al diseñador el grado en que una estructura podrá deformarse antes de producirse la rotura. En segundo lugar, especifica el grado de deformación que puede permitirse durante las operaciones de conformación. A menudo se dice que los materiales relativamente dúctiles son "indulgentes", en el sentido de que cualquier error en el cálculo de la tensión de diseño lo ponen de manifiesto deformándose antes de producirse la fractura. Como materiales frágiles pueden considerarse aquellos que tienen una deformación a la fractura menor que aproximadamente el 5%. Algunos ejemplos de materiales dúctiles son: El hierro: También llamado fierro y representado por el símbolo químico Fe, es el cuarto elemento más abundante de la corteza terrestre, y el más abundante en masa planetaria debido a que el núcleo del planeta se compone de hierro y níquel en estado líquido, que al moverse generan un potente campo magnético. El acero: Se llama con este nombre a una mezcla de hierro y carbono (hasta un 2,14%) cuya arroja un material duro y relativamente dúctil, sobre todo combinado con boro para formar alambres de dureza superficial y muy alta ductilidad. El plomo: Se trata de un metal pesado, grisáceo, flexible y fácilmente fundible. Se emplea hoy en día como cubierta de cables. El latón: Aleación de cobre (70%) y zinc (30%), caracterizada por su altísima ductilidad que lo convierte en un material idóneo para la fabricación de envases y recipientes. El cobre: El cobre (Cu) es un metal de transición de color rojizo y brillante, que junto al oro y la plata son los mejores conductores metálicos de la electricidad. Por ello es el metal preferido a la hora de construir cables eléctricos y componentes tanto eléctricos y electrónicos, ya que además es económico, maleable y dúctil. El platino: Este metal de transición de color blanco grisáceo, pesado, maleable y dúctil, es valorado en la joyería y los laboratorios, al ser resistente a la corrosión y ser de naturaleza preciosa.

El aluminio: (Al) es un elemento metálico no ferromagnético y el tercero más común de la corteza terrestre. Es sumamente empleado en la industria de los materiales. Si bien su ductilidad natural no parece ser extrema, en aleaciones para fundición este carácter se refuerza, así como su resistencia a la tensión y la corrosión.