O que é ductilidade? - Significado e fatores que afetam

O que é Ductilidade?

Ductilidade é a capacidade de um material de se deformar permanentemente (por exemplo, esticar, dobrar ou espalhar) em resposta ao estresse. A maioria dos aços comuns, por exemplo, são bastante dúcteis e, portanto, podem acomodar concentrações de tensões locais.

Materiais frágeis, como o vidro, não podem acomodar concentrações de tensão porque não possuem ductilidade e, portanto, fraturam facilmente. Quando um corpo de prova de material é tensionado, ele se deforma elasticamente (veja elasticidade) no início; acima de uma certa deformação, chamada de limite elástico, a deformação torna-se permanente.

Na ciência dos materiais, a ductilidade é definida pelo grau em que um material pode sustentar a deformação plástica sob tensão de tração antes da falha.

A ductilidade é uma consideração importante em engenharia e fabricação, definindo a adequação de um material para certas operações de fabricação (como trabalho a frio) e sua capacidade de absorver sobrecarga mecânica. Materiais que são geralmente descritos como dúcteis incluem ouro e cobre.

A maleabilidade, uma propriedade mecânica semelhante, é caracterizada pela capacidade de um material de se deformar plasticamente sem falha sob tensão de compressão. Historicamente, os materiais eram considerados maleáveis ​​se fossem passíveis de moldagem por martelagem ou laminação. O chumbo é um exemplo de material relativamente maleável, mas não dúctil.

Exemplos

A maioria dos metais são bons exemplos de materiais dúcteis, incluindo ouro, prata, cobre, érbio, térbio, alumínio samário e aço têm alta ductilidade. Exemplos de metais que não são muito dúcteis incluem tungstênio e aço de alto carbono. Os não-metais geralmente não são dúcteis.

Como medir a ductilidade

Ductilidade é a capacidade de um metal de se deformar sem fraturar. Metais que podem ser formados ou prensados ​​em outra forma sem qualquer fratura são considerados dúcteis. Os metais que fraturam são classificados como frágeis (essencialmente o oposto de dúctil).

A ductilidade desempenha um papel importante na formabilidade. Metais que são excessivamente frágeis podem não ser formados com sucesso. Por exemplo, se um pedaço de metal for esticado em um fio fino, é imperativo que ele tenha alguma ductilidade.

Se o metal for muito frágil, ele irá fraturar assim que o metal começar a se esticar. A ductilidade também é uma consideração importante de segurança para projetos estruturais. A ductilidade permite que as estruturas dobrem e deformem até certo ponto sem se romperem quando colocadas sob cargas pesadas.

O alongamento percentual e a redução percentual são duas maneiras de medir a ductilidade:

• O alongamento percentual mede o comprimento que um metal se deforma como uma porcentagem de seu comprimento original, após ser puxado até a falha durante um teste de tração.
• A redução percentual mede a parte mais estreita da seção transversal de uma amostra de metal após uma ruptura induzida por teste de tração.

A ductilidade pode ser dependente da temperatura, portanto, as temperaturas a que o metal será submetido em uma aplicação devem ser levadas em consideração. A maioria dos metais tem um gráfico de temperatura de transição dúctil-frágil que pode ajudar.

Quais metais são dúcteis?

Existem muitos metais dúcteis, incluindo:

• Alumínio
• Latão
• Cobre
• Aço de baixo carbono
• Ouro
• Prata
• Estanho
• Liderar

Os metais considerados frágeis incluem ferro fundido, cromo e tungstênio. Exemplos de aplicações que requerem alta ductilidade incluem cabos metálicos, estampados e vigas estruturais.

Ciência de materiais

O ouro é extremamente dúctil. Ele pode ser puxado em um fio monoatômico e depois esticado mais antes de quebrar.

A ductilidade é especialmente importante em metalurgia, pois materiais que racham, quebram ou quebram sob tensão não podem ser manipulados usando processos de conformação de metal, como martelar, laminação, trefilação ou extrusão. Materiais maleáveis ​​podem ser formados a frio usando estampagem ou prensagem, enquanto materiais frágeis podem ser moldados ou termoformados.

Altos graus de ductilidade ocorrem devido às ligações metálicas, que são encontradas predominantemente em metais; isso leva à percepção comum de que os metais são dúcteis em geral. Nas ligações metálicas, os elétrons da camada de valência são deslocalizados e compartilhados entre muitos átomos.

Os elétrons deslocalizados permitem que os átomos de metal deslizem uns pelos outros sem serem submetidos a fortes forças repulsivas que fariam com que outros materiais se quebrassem.

A ductilidade do aço varia dependendo dos constituintes da liga. Aumentar os níveis de carbono diminui a ductilidade. Muitos plásticos e sólidos amorfos, como Play-Doh, também são maleáveis. O metal mais dúctil é a platina e o metal mais maleável é o ouro.

Quando altamente esticados, esses metais distorcem através da formação, reorientação e migração de discordâncias e cristais gêmeos sem endurecimento perceptível.

Fatores que afetam a ductilidade dos metais:

A ductilidade é afetada por fatores intrínsecos como composição, tamanho de grão, estrutura celular, etc., bem como por fatores externos como pressão hidrostática, temperatura, deformação plástica já sofrida, etc.

Algumas observações importantes sobre ductilidade são fornecidas abaixo:

1. Metais com estrutura cristalina FCC e BCC mostram maior ductilidade em altas temperaturas em comparação com aqueles com estrutura cristalina HCP.
2. Tamanho do grão tem uma influência significativa na ductilidade. Muitas ligas apresentam comportamento superplástico quando o tamanho do grão é muito pequeno, da ordem de alguns mícrons.
3. Aços com maior teor de oxigênio apresentam baixa ductilidade.
4. Em algumas ligas, as impurezas, mesmo em porcentagens muito pequenas, têm um efeito significativo na ductilidade. A ductilidade dos aços carbono contendo impurezas de enxofre tão pequenas quanto 0,018%, diminui drasticamente a ductilidade em torno de 1040°C. No entanto, isso pode ser remediado se o teor de Mn for alto. De fato, a razão Mn/S é o fator que pode alterar a ductilidade dos aços carbono a 1040°C. Com o valor dessa proporção em 2, o alongamento percentual é de apenas 12-15% a 1040°C, enquanto com uma proporção de 14 é de 110%.
5. Temperatura é um fator importante que influencia a ductilidade e, portanto, a formabilidade. Em geral, aumenta a ductilidade, no entanto, a ductilidade pode diminuir em certas temperaturas devido à transformação de fase e mudanças microestruturais provocadas pelo aumento da temperatura. O efeito da temperatura na ductilidade do aço inoxidável. Tem baixa ductilidade a 1050°C e máxima a 1350°C. Portanto, tem uma faixa de trabalho a quente muito estreita.
6. A pressão hidrostática aumenta a ductilidade. Esta observação foi feita pela primeira vez por Bridgeman. Nos ensaios de torção, o comprimento do corpo de prova diminui com o aumento da torção. Se o corpo de prova for submetido a tensão de compressão axial no ensaio de torção, ele apresenta maior ductilidade do que quando não há tensão axial. Se tensão axial de tração é aplicada, a ductilidade diminui ainda mais.

Perguntas frequentes.

O que é Ductilidade?

Ductilidade é a capacidade de um material de se deformar permanentemente (por exemplo, esticar, dobrar ou espalhar) em resposta ao estresse. A maioria dos aços comuns, por exemplo, são bastante dúcteis e, portanto, podem acomodar concentrações de tensões locais.

O que é exemplo de ductilidade?

A ductilidade é a propriedade física de um material associada à capacidade de ser martelado ou esticado em fio sem quebrar. Uma substância dúctil pode ser desenhada em um fio. Exemplos:A maioria dos metais são bons exemplos de materiais dúcteis, incluindo ouro, prata, cobre, érbio, térbio e samário.

O que se entende por maleabilidade e ductilidade?

Um material maleável é aquele em que uma folha fina pode ser facilmente formada por martelamento. O ouro é o metal mais maleável. Crédito:Buzz. Em contraste, a ductilidade é a capacidade de um material sólido de se deformar sob tensão de tração.

Por que a ductilidade é um metal?

Altos graus de ductilidade ocorrem devido às ligações metálicas, que são encontradas predominantemente em metais; isso leva à percepção comum de que os metais são dúcteis em geral. Nas ligações metálicas, os elétrons da camada de valência são deslocalizados e compartilhados entre muitos átomos.

Qual ​​é a resposta curta de ductilidade?

Ductilidade é a capacidade de um material ser estirado ou deformado plasticamente sem fratura. É, portanto, uma indicação de quão “macio” ou maleável é o material.

Qual ​​é a utilidade da ductilidade na vida cotidiana?

Propriedade do metal	Uso na vida cotidiana
Ductilidade	Em fios elétricos, fios de cabos etc.
Maleabilidade	Fios de alumínio
Condução de calor	Utensílios de cozinha, micro-ondas, prensa elétrica, alisamento  máquina, cintos elétricos
Condução de eletricidade	Lâmpada, lâmpada, lâmpada, geladeira, televisão
Sonoridade	Címbalos, campainhas

Como você aumenta sua ductilidade?

A taxa de aquecimento, taxa de permanência/resfriamento pode ser ajustada para obter a melhoria desejada na ductilidade. Este método é conhecido como recozimento em aços. eu estudo a deformação da liga de magnésio, acho que refinar o tamanho do grão é uma boa maneira de melhorar a ductilidade.

Qual ​​é o processo de ductilidade?

Ductilidade é a deformação plástica que ocorre no metal como resultado de tais tipos de deformação. O termo “dúctil” significa literalmente que uma substância metálica é capaz de ser esticada em um fio fino sem se tornar mais fraca ou mais quebradiça no processo.

Qual ​​é a minha capacidade e ductilidade?

O termo ductilidade é a capacidade de um material ser estirado ou plasticamente deformado sem fratura. Diz-se, portanto, que é uma indicação de quão “macio” ou maleável é o material. Ainda, existe a ductilidade dos aços que varia de acordo com os tipos e níveis de elementos de liga presentes.

Quais são os fatores que afetam a ductilidade?

Fatores que Afetam a Ductilidade dos Metais:A ductilidade é afetada por fatores intrínsecos como composição, tamanho de grão, estrutura celular, etc., bem como por fatores externos como pressão hidrostática, temperatura, deformação plástica já sofrida, etc.

Por que o trabalho a frio aumenta a ductilidade?

Durante o trabalho a frio há um aumento no número de deslocamentos no metal em relação à sua condição pré-trabalhado a frio. O aumento no número de discordâncias faz com que o escoamento e a resistência à tração de um metal aumentem e sua ductilidade diminua.

Qual ​​é o oposto de ductilidade?

Nesse sentido, frágil é o oposto de dúctil ou maleável. Quando o estresse é aplicado a um material frágil e o material falha, geralmente há um estalo alto.

O que é ductilidade Por que é importante?

A ductilidade permite que as estruturas se dobrem e deformem até certo ponto sem se romperem. A alta ductilidade é crítica em aplicações como cabos metálicos e vigas estruturais. Ouro, prata e platina são metais dúcteis. Assim como a maioria das ligas de alumínio.

O que é ductilidade de deslocamento?

A demanda de ductilidade de deslocamento (μ∆) é definida como a razão entre o deslocamento não linear de pico e o deslocamento de escoamento. A demanda de ductilidade de deslocamento varia fortemente entre os diferentes movimentos do solo considerados, mas os valores médios obtidos a partir de um grande número de movimentos do solo mostram tendências claras.

Por que a estrutura de ductilidade é importante?

A ductilidade das estruturas dos edifícios é garantir que os edifícios tenham uma certa capacidade de dissipação de energia e deformação para evitar danos súbitos em terremotos e ventos fortes.

O trabalho a quente aumenta a ductilidade?

O trabalho a quente melhora as propriedades de engenharia da peça porque substitui a microestrutura por uma que possui grãos finos de formato esférico. Esses grãos aumentam a resistência, ductilidade e tenacidade do material.

Por que o frio diminui a ductilidade?

Na laminação a frio, os grãos se alongam na direção de laminação. Isso aumenta a resistência através do encruamento, mas a ductilidade diminui. Quanto maior a % de trabalho a frio (ou seja, % de redução na espessura), menor a ductilidade. Como os grãos são alongados em uma direção, eles desenvolvem uma orientação preferencial.

Como a ductilidade afeta a resistência de um membro de tensão?

A redução da ductilidade tende a reduzir a resistência dos membros. Um aumento na ductilidade tende a aumentar a resistência da seção líquida, permitindo uma melhor redistribuição plástica da concentração de tensões sobre a seção transversal.

Qual ​​é a relação entre maleabilidade e ductilidade?

A principal diferença entre ductilidade e maleabilidade é que a ductilidade é a capacidade de um metal ser transformado em fios, enquanto a maleabilidade é a capacidade de um metal ser batido em folhas. A ductilidade envolve tensão de tração, enquanto a maleabilidade envolve tensão de compressão.

A ductilidade é intensiva ou extensiva?

Exemplos de propriedades intensivas da matéria são cor, condutividade, ponto de fusão, ductilidade, pressão, ponto de congelamento, densidade, ponto de ebulição, odor, brilho e dureza, entre outros. Exemplos de propriedades extensivas da matéria são massa, volume, peso e comprimento.

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