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¿Cuál es la diferencia entre dúctil y frágil?

febrero 4, 2022
ductil y fragil

El tema de este post me pareció muy importante de dar a conocer a los miembros de la comunidad de Ingegeek, por que saber la diferencias de estos «2 términos» nos servirán siempre en la carrera de ingeniería (como estudiante y profesional).

Los términos dúctil y frágil se utilizan para describir cambios físicos en los materiales o sustancias. Los materiales dúctiles se pueden comprimir o estirar fácilmente sin llegar al «fallo», esta propiedad se explica como ductilidad.

Los materiales que son propensos a «fallar» o romperse fácilmente, a pesar de que pueden ser «duros» como tal, no se pueden comprimir o estirar como los materiales dúctiles, a estos denominamos frágiles.

La diferencia principal entre dúctil y frágil es que los materiales dúctiles se pueden tensionar o comprimir, y volver a su estado inicial con mayor facilidad, en cambio los materiales quebradizos o frágiles son duros pero propensos a «fallar» fácilmente.

¿Qué es dúctil?

La ductilidad es una propiedad física de un material que está asociado a su capacidad de sufrir esfuerzos externos (compresión o tensión) y volver a su estado inicial sin llegar a romperse (fallar). Los materiales que tienen esta propiedad se conocen como materiales dúctiles. Un ejemplo en la construcción de un material dúctil es el acero.

Créditos: Aceros Arequipa

Además, la temperatura también tiene una gran influencia en la ductilidad en el caso de los metales (acero), puesto que, cuando el acero se calienta, se vuelve menos frágil.

¿Qué es frágil?

El término frágil describe a materiales que fallan, se rompen o agrietan. Estos materiales se rompen cuando se les aplica una tensión, un ejemplo en la construcción es el concreto. Los materiales frágiles se rompen sin deformación alguna. Por lo tanto, no se pueden «estirar» como los materiales dúctiles.

Créditos: Facebook

Cuando estos materiales se rompen, los bordes encajan entre sí por que no hay deformación antes de la rotura. Muchos materiales, como la cerámica y el vidrio son frágiles. Inclusive el acero en bajas temperaturas se vuelve frágil.

Cuando se aplica una tensión a un material, existe un límite hasta el cual ese material puede tolerar la tensión. Cuando se alcanza ese límite, el materiales puede deformarse o romperse. En este punto los materiales dúctiles se deforman y los materiales frágiles se rompen.

Tal como se puede ver a continuación en el gráfico Esfuerzo/Deformación:

Similitudes entre ductilidad y fragilidad

  • Ambos están asociados con la deformación plástica del material bajo carga de tracción.
  • La ductilidad o fragilidad depende en gran medida de la temperatura. Por ejemplo, un material quebradizo puede comportarse como uno dúctil a una temperatura elevada. De manera similar, un material dúctil a temperatura ambiente, cuando se congela, puede convertirse automáticamente en material quebradizo.
  • La ductilidad o fragilidad de un material también depende del nivel de tensión incorporado. En presencia de una alta tensión residual, un material dúctil puede fallar sin un alargamiento plástico palpable.

Diferencias entre ductilidad y fragilidad

Ductilidadfragilidad
La ductilidad se define como la capacidad de un material sólido para deformarse plásticamente en mayor medida antes de fracturarse cuando se somete a una carga de tracción externa.La fragilidad se define como la tendencia de un material sólido a sufrir una deformación plástica insignificante antes de fracturarse cuando se somete a una carga de tracción externa.
El material sólido que tiene alta ductilidad se llama material dúctil.El material sólido que muestra fragilidad se denomina material frágil.
El porcentaje de elongación de los materiales dúctiles antes de la fractura bajo la prueba de tracción es mayor.El porcentaje de elongación de los materiales frágiles antes de la fractura bajo la prueba de tracción es muy inferior.
Los materiales dúctiles fallan gradualmente por la formación de un cuello bajo la acción de una carga de tracción externa.Los materiales frágiles fallan por fractura súbita (sin ninguna advertencia, como estricción).
La energía absorbida por los materiales dúctiles antes de la fractura bajo la prueba de tracción es mayor.Los materiales frágiles absorben muy poca energía antes de fracturarse.
Se pueden realizar varias operaciones de formación de metales (como laminado, forjado, estirado, doblado, etc.) en materiales dúctiles.Las operaciones de formación no se pueden realizar fácilmente en materiales quebradizos. Por ejemplo, el material quebradizo no puede convertirse en alambre.
Los materiales dúctiles muestran una vida más larga cuando se someten a cargas de fatiga.Los materiales frágiles fallan más rápido cuando se someten a cargas de fatiga.
Ejemplos de material dúctil:
acero
Aluminio
Cobre
Ejemplos de material frágil:
Hierro fundido
Cerámica como vidrio
Cemento
Hormigón

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