Como ingeniero, ¿qué material debe preferirse dúctil o quebradizo?

Answer 1

Como regla general, los ingenieros eligen materiales dúctiles. La ductilidad conlleva tantas ventajas que no tiene sentido preferir materiales frágiles a los materiales dúctiles. Estas son algunas de las ventajas del uso de materiales dúctiles:

1. Seguridad : los materiales dúctiles absorben energía antes del fallo, por lo que son intrínsecamente más seguros que los materiales frágiles (que almacenan casi solo la energía elástica que se libera al fallar).
2. Seguridad : antes de la falla, un material dúctil se deforma plásticamente. Sí, técnicamente esto es lo mismo que decir que absorbe energía plástica, pero desde un punto de vista mecánico es mucho más: ves que el componente se dobla, se deforma y tiene una forma diferente al comienzo. Después de que se haya deformado, seguirá aguantando (incluso se fortalece gracias al endurecimiento del trabajo) y tendrá todo el tiempo para descubrir lo que sucedió, solicitar un reemplazo y solucionar el problema estructural. Con material quebradizo cuando está cerca de fallar no tiene aviso. Fracasará catastróficamente liberando toda la energía elástica.
3. Trabajabilidad / costos de fabricación – Los materiales dúctiles son deformables, flexibles, estampables y, en general, más fáciles de mecanizar (es arriesgado decir, lo sé, hay problemas al mecanizar aceros austeníticos dúctiles, por ejemplo, pero el aluminio y el cobre son bastante fáciles de mecanizar) que los materiales más duros y frágiles. . En general, los costos de fabricación de un componente fabricado en un material dúctil son más bajos.

La única razón para no emplear materiales dúctiles sobre materiales frágiles es cuando la aplicación implica desgaste (es decir, donde la dureza tiene su punto de ser) o cuando los requisitos de resistencia son tan altos que necesita un estado duro endurecido en frío o tratado con calor. material. Recuerde esto: alta resistencia y ductilidad son la piedra filosofal del metalúrgico. Es la combinación asesina de propiedades necesarias para cada aplicación.

Answer 2

Creo que tu pregunta está incompleta. Como se olvida de mencionar sobre qué tipo de producto final está buscando.

De cualquier manera, como ingeniero mecánico, la selección del material depende del diseño del producto, el proceso que debe llevarse a cabo durante la fabricación, las propiedades internas que coinciden con todos los requisitos de su proceso, así como la minimización del costo y el cumplimiento de los objetivos de rendimiento del producto.

Estos son requisitos básicos que pueden tener muchos factores dependiendo de sus requisitos.

A su pregunta, si el producto final que necesita es algo parecido al vidrio, hay tanto dúctil como quebradizo. El segundo que ves en la vida cotidiana. Pero el vidrio dúctil tiene diferentes propiedades mecánicas y se puede lograr mediante enfriamiento instantáneo. Se llama vidrio metálico a granel (BMG’S)

Como ingeniero, uno debe considerar el proceso de fabricación, por ejemplo, cómo se hace un producto y eso conduce al proceso de selección de material. Pero de cualquier manera, debe satisfacer tanto el proceso de fabricación de un producto como el rendimiento del producto final.

Answer 3

Generalmente prefiero un material dúctil. La razón es que un material quebradizo no avisa antes de la fractura. La fractura frágil es muy rápida y espontánea.

Sin embargo, los materiales dúctiles se deforman significativamente antes de la fractura y dan indicaciones visibles antes de la fractura (como el cuello). Los investigadores de Stuttgart encontraron incluso una velocidad supersónica de crecimiento de grietas en los materiales quebradizos, que desearían una fractura de este tipo, especialmente si se emplea en un ensamblaje.

Los materiales dúctiles absorben energía significativa antes de la fractura, esto puede ser una ventaja.

Answer 4

En general, se prefiere un material dúctil para componentes estructurales a menos que las propiedades de dureza y desgaste necesarias dicten un material que también sea frágil, como un acero con cojinetes de bolas o una cerámica.