Materiais Ducteis

ductilidade é a propriedade que representa o grau de deformação que um material suporta até o momento de sua fratura. Materiais que suportam pouca ou nenhuma deformação no processo de ensaio de tração são considerados materiais frágeis. Isto é quando por exemplo um plástico é rasgado ao meio, esse processo entre estica-lo até rasga-lo é chamado de ductibilidade.

Um material dúctil é aquele que se deforma sob tensão cisalhante. Ouro,1 cobre e alumíniosão metais muito dúcteis. O oposto de dúctil é frágil, quando o material se rompe sem sofrer grande deformação.

Na geologia, a zona de transição rúptil-dúctil é a zona situada a uma profundidade de cerca de 10 km na qual as rochas adquirem um comportamento mais dúctil e menos rúptil devido as condições de temperatura e pressão. No gelo glacial esta zona se encontra a uma profundidade de 30m. Não é impossível que materiais acima da zona de transição rúptil-dúctil se deformem ductilmente, nem que materiais abaixo desta zona assumam um comportamento rúptil, pois o comportamento também é função dos níveis de tensão e da taxa de deformação a que o material foi submetido.

Em metalurgia a ductilidade é a propriedade que apresentam alguns metais e ligas metálicas quando estão sob a ação de uma força, podendo estirar-se sem romper-se, transformando-se num fio. Os metais que apresentam esta propriedade são denominados dúcteis.

No ensaio de tração, os materiais dúcteis apresentam uma fase de fluência caracterizada por uma grande deformação, sem grandes aplicações de cargas.

Do ponto de vista tecnológico, a margem de considerações econômicas, o emprego de materiais dúcteis apresentam vantagens:

Na fabricação: já que são aptos para os métodos de fabricação por deformação plástica.

No uso: já que avisam antes de romper-se. Com efeito, o maior problema que apresentam os materiais frágeis é que se rompem sem aviso prévio, por outro lado, os materiais dúcteis sofrem primeiro uma determinada deformação, conservando ainda uma certa reserva de resistência a tração, necessária para a futura aplicação do material.

A ductilidade é a propriedade dos metais para formar fios de diversos diâmetros. Os metais se caracterizam por sua elevada ductilidade, pelo fato de os átomos se disporem de maneira tal na sua estrutura que possibilitam o deslizamento de uns sobre os outros, permitindo o estiramento sem rompimento.

A ductilidade de uma determinada liga metálica pode variar em função de sua microestrutura. A microestrutura varia em função do tipo de tratamento térmico e do tipo de processo de fabricação. Ligas quimicamente idênticas, portanto, podem apresentar comportamentos variando entre totalmente frágil e totalmente dúctil.

Este fato é de extrema importância para a indústria, que pode trabalhar com um material em sua condição dúctil e, após isto, trata-lo termicamente para que atinja as propriedades finais.

A ductilidade e a maleabilidade (capacidade de formar lâminas) de um material são duas propriedades relacionadas, já que as duas dependem do deslizamento dos átomos uns sobre os outros através de uma ação externa sobre o material.

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Euziana coelho correa • PhD

mais de um mês atrás

4-4. Fratura frágil e fratura dúctil

Já vimos que todos os materiais se rompem quando submetidos a um carregamento no qual a

tensão seja maior que aquela da sua resistência mecânica. Contudo, o comportamento ao longo desse

processo pode classificar os materiais em dois grandes grupos: há os que fraturam sem ‘ceder’ e os

que ‘cedem’ nitidamente antes de se fraturar. Ao primeiro grupo denominamos materiais frágeis (que

apresentam fratura frágil) e, ao segundo, materiais dúcteis. O vidro é um exemplo típico de material

frágil e o cobre, um exemplo de material dúctil (a ductilidade está associada à capacidade que um

material apresenta, de ser transformado em fios).

Uma boa maneira para se observar a diferença no comportamento entre os materiais é

submetendo-os a um ensaio de tração. Fazendo-se um gráfico da força em função do deslocamento, é

possível caracterizar um material entre os dois grupos. Materiais frágeis rompem-se com pequeno

deslocamento e mostram maior resistência mecânica, Figura 4-4.

Figura 4-4: Diagrama força versus deslocamento mostrando um

comportamento do tipo frágil (curva a) e um comportamento dúctil

(curva b)

A maioria dos materiais metálicos, ao ser submetida a uma tensão crescente, se comporta

dentro do grupo dos que ‘cedem’ antes de romper. Porém, certas ligas, especialmente quando tratadas

termicamente 1

, são muito resistentes, porém, frágeis. Com tratamentos térmicos adequados essa

situação pode ser revertida em diferentes graus! Os resultados poderiam ser vistos como linhas

intermediárias entre as descritas na Figura 4-4 e os materiais combinariam as melhores propriedades

‘entre os dois mundos’.

1

Na linguagem da metalurgia, denomina-se este tipo de tratamento de têmperaENG06638-Introdução à engenharia metalúrgica

Nestor Cezar Heck / UFRGS – DEMET

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A classificação imediata dos materiais nas categorias dúctil ou frágil, contudo, não é tão

simples quanto pode parecer (ver Figura 4-5). Dependendo das condições do teste, o comportamento

do material pode variar de forma surpreendente!

Uma das hipóteses para a causa do naufrágio do navio HMS Titanic,