La diferencia entre fracturas frágiles y dúctiles

Publicado el 3 octubre, 2021

Antecedentes de la fragilidad

¿Qué pasaría si golpeas un trozo de vidrio con un martillo? Probablemente se rompería en muchos pedazos. ¿Qué pasa si golpeas una pieza de metal con un martillo? Probablemente abollarías el metal, pero es poco probable que puedas romperlo. ¿Por qué se rompe el vidrio y solo el metal se abolla? Porque el vidrio es muy frágil, mientras que el metal no lo es.

Dúctil frente a quebradizo

Todos hemos visto ejemplos de metal que se dobla sin romperse. Puede aplastar una lata antes de reciclarla, abollar su automóvil en un guardabarros o incluso doblar un alambre de metal para hacer sus propias joyas. En todos estos casos, el metal se dobla pero no se rompe. Esto ocurre porque los metales tienden a ser dúctiles. La ductilidad es una medida de cuánto se puede deformar un material antes de romperse. La deformación ocurre cuando cambia la forma de un material. Algunos ejemplos de deformación son flexión, estiramiento y abolladuras.

Los materiales que pueden deformarse significativamente antes de romperse se denominan materiales dúctiles. Algunos ejemplos de materiales dúctiles son muchos metales y plásticos. Lo contrario de dúctil es frágil. Los materiales quebradizos no se deforman mucho antes de romperse. En cambio, mantienen su forma correcta hasta que se rompen. Cuando los materiales quebradizos se rompen, las grietas se extienden muy rápidamente, como en el caso de los cristales rotos. Algunos ejemplos de materiales quebradizos son los vidrios y la cerámica.

Preferencia de fractura dúctil

Al diseñar piezas, los ingenieros suelen preferir materiales dúctiles a materiales quebradizos. Una razón es que los materiales que sufren una fractura frágil tienden a fallar catastróficamente con poca o ninguna advertencia. Una tubería quebradiza puede parecer que funciona perfectamente en un minuto, pero al minuto siguiente podría romperse y arrojar todo su contenido.

Los materiales dúctiles, por otro lado, tienden a dar señales de advertencia visibles antes de fallar. Una tubería defectuosa que sufre una fractura dúctil puede tener una protuberancia, una abolladura o una pequeña fuga que crece durante años antes de fallar. Por lo tanto, los ingenieros pueden monitorear las piezas para detectar cambios visibles y reemplazar las piezas dañadas antes de que fallen.

Los materiales dúctiles también tienden a ser más resistentes a los daños. Si un automóvil estuviera hecho completamente de un material quebradizo como el vidrio, un simple guardabarros podría destrozar todo el automóvil. Por lo tanto, los automóviles generalmente están hechos de materiales más dúctiles, como metales, que pueden soportar los dobleces de los guardabarros sin romperse.

Resumen de la lección

La ductilidad es una medida de cuánto se puede deformar un material antes de romperse. Los materiales dúctiles, como muchos metales y plásticos, se pueden doblar, abollar, estirar o deformar significativamente de alguna manera antes de romperse. Los materiales frágiles como los vidrios y la cerámica son lo contrario. Tienden a mantener su forma hasta el punto en que se fracturan repentinamente. Generalmente se prefiere la fractura dúctil a la fractura frágil, ya que los materiales frágiles tienden a fallar catastróficamente con poca advertencia.

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