O que significa Ductilidade?
A ductilidade é a medida da capacidade de um material se deformar plasticamente sem fraturar quando colocado sob uma tensão de tração que excede sua resistência ao escoamento. Alta ductilidade indica que um material estará mais apto a se deformar e não quebrar, enquanto baixa ductilidade indica que um material é frágil e irá fraturar antes de se deformar sob uma carga de tração. A ductilidade depende em grande parte da composição química do material, da estrutura cristalina e da temperatura na qual a ductilidade está sendo medida.
O aço tende a ser bastante dúctil, o que lhe permite acomodar concentrações de tensões locais. Materiais como o vidro são frágeis e não podem acomodar o estresse devido à sua falta de ductilidade, fazendo com que se quebrem facilmente. Os materiais dúcteis deformam a elasticidade com o estresse, em primeiro lugar. Quando a tensão aumenta muito, o material atinge o limite elástico. A tensão seguindo o limite elástico causa deformação plástica que é permanente.
A ductilidade é uma propriedade mecânica que descreve a rapidez com que um material pode ser transformado em um fio e sustentar a deformação plástica sem falha. Um material que possui alta ductilidade é dúctil, enquanto um com baixa ductilidade é frágil.
A Industriapedia explica a ductilidade
Ductilidade não é o mesmo que maleabilidade. A ductilidade é uma medida da deformação do material sob tensão de tração, enquanto a maleabilidade é uma medida da deformação do material sob tensão de compressão. Um material não precisa necessariamente ter alta ductilidade e alta maleabilidade. Pode ter alta maleabilidade e baixa ductilidade.
Os metais que possuem alta ductilidade incluem ouro, platina, prata e ferro. Alguns metais de baixa ductilidade incluem tungstênio e aços com altas quantidades de carbono. Os polímeros são geralmente dúcteis; no entanto, existem polímeros quebradiços disponíveis. Cerâmicas são tipicamente quebradiças.
A temperatura de um material irá alterar a sua ductilidade. Os metais têm uma temperatura de transição dúctil para frágil. Para polímeros, isso é chamado de temperatura de transição vítrea. A temperatura exata é diferente para cada material, mas uma vez atingida, a ductilidade é bastante reduzida e o material torna-se quebradiço. A temperatura de transição dúctil para frágil ou temperatura de transição vítrea de um material é uma consideração importante para materiais sujeitos a frio extremo.
O ouro é um dos metais mais dúcteis; uma onça de ouro poderia ser transformada em um fio de 50 milhas (80 km) de comprimento. Alguns metais são altamente dúcteis por causa de suas ligações metálicas que permitem que os elétrons sejam deslocalizados e compartilhados entre os átomos. Eles também dependem de elétrons de valência para suas características metálicas, tornando possível que seus átomos se movam facilmente uns sobre os outros.
A conexão entre o número de camadas eletrônicas de um átomo e a ductilidade do material é tal que quanto maior o número de camadas eletrônicas, maior a ductilidade. Os elétrons de valência no elemento também determinam a ductilidade. Ouro, chumbo e platina têm seis camadas de elétrons e todos esses três metais exibem uma ductilidade muito alta. Ferro, manganês e cromo são metais cada um com quatro camadas de elétrons e menor ductilidade. O berílio é muito frágil, com apenas duas camadas de elétrons. Outros fatores que afetam a ductilidade são temperatura, tamanho de grão e estrutura cristalina. (Leia também: A estrutura cristalina dos metais)
Na ciência dos materiais, a ductilidade é a capacidade de um material de suportar grandes deformações plásticas antes da falha. É uma das características muito importantes que é considerada durante o projeto. A ductilidade pode ser expressa como alongamento percentual ou redução de área percentual de um teste de tração.
A ductilidade é vital para saber quanta carga uma estrutura pode suportar - especialmente grandes mudanças de pressão, terremotos ou furacões - sem enfrentar uma falha ou colapso repentino. No caso dos metais, a temperatura de transição dúctil para frágil é o limite no qual os metais se tornam frágeis. Aços específicos à base de níquel têm melhor resistência a esse modo de falha.