Ductilidad y elasticidad, los dos términos más importantes que se discuten con frecuencia en ingeniería estructural. La elasticidad define cuánto es elástico el material, es decir, hasta qué punto las deformaciones son proporcionales a las fuerzas aplicadas sobre el material. Mientras que la ductilidad define la capacidad del material para estirarse más allá de la zona elástica. Permítanme explicar esto tomando un ejemplo de la vida real. Tome dos materiales diferentes, una banda de goma y un alambre de acero o cobre muy delgado.
Tire de la goma con las manos aplicando la fuerza en la dirección exactamente opuesta, y la fuerza significa una pequeña cantidad de tracción. Notará que el montaje de deformaciones causadas por el pequeño tirón es muy grande, pero cuando abandone la banda elástica volverá a su posición original. Esto significa que la banda elástica es de naturaleza elástica. Oh, ahora tienes algo en tu cubo. Pero espera, aquí viene la pregunta. ¿Hasta qué magnitud de fuerza puede comportarse una banda elástica de esa manera? La respuesta está en tus manos, sigues tirando de la goma hasta que la banda de goma se vuelva lo suficientemente fuerte como para tirar más, estas deformaciones deben ser proporcionales a la magnitud de la fuerza que aplicaste. Si continúa tirando de la banda elástica, llegará una etapa en la que deberá aplicar una fuerza muy grande para cualquier deformación adicional, y en cierto punto se rompe repentinamente sin más deformaciones. Esta región más allá de la región elástica se denomina ductilidad del material. ¿¿Esperar lo?? Sí, es la ductilidad. Entonces, ahora debe notar un aspecto importante aquí, la elasticidad de la banda de goma es buena pero la ductilidad es mala, por lo que no es necesario que el material elástico sea siempre dúctil.
“Oh, Dios mío, rompiste la banda elástica. No te sientas mal, tenemos un material más para probar”.
Tome el alambre delgado de acero o cobre en sus manos. Tire del cable con fuerza con la mano o átelo de un extremo a un gancho y jálelo con el cuerpo. Necesitas mucha fuerza para romper este material. (En la etapa inicial, argumentará que se necesita mucha fuerza para estirar, así que, ¿cómo puede ser elástico?). La definición de elástico no establece que se requiera una fuerza menor para tensar el material, sino que establece el comportamiento del material cuando si lo deforma, siempre tiene la tendencia de volver a su forma original.) Observará que este material también se comporta de manera elástica, tire de él, se deformará, pero cuando lo libere, recuperará su forma original. longitud. En el caso de este cable también existe un límite para aplicar la fuerza, a una cierta magnitud de tracción comenzará a sentir que el material ya no requiere ninguna resistencia adicional para deformarse. La cantidad de deformaciones continúa aumentando a un nivel constante de fuerza y se estira como un plástico. Sigue y sigue y sigue. Y en cierta etapa se romperá. Ah, ¿notaste la diferencia entre la falla de una banda elástica y el alambre de acero? Sí, después de cierta magnitud de carga, el alambre tiende a estirarse por una gran cantidad de deformación en comparación con una banda de goma. Esto implica que el cable es tanto elástico como dúctil.
¿Es el caucho material quebradizo o dúctil?
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Antes que nada debemos saber qué es material dúctil y frágil
Material dúctil: si la tensión post elástica es superior al 5%, se llama material dúctil. Sufre grandes tensiones permanentes antes del fracaso.
Por ejemplo: plomo, acero dulce
Material frágil: si la tensión post elástica es inferior al 5%. Se llama material quebradizo.
por ejemplo, caucho
¿POR QUÉ CAUCHO?
Falla con solo un pequeño alargamiento después de que se excede el límite proporcional y también con una reducción muy menor en el área antes de la fractura, por eso el caucho se considera una materia frágil.
Los materiales dúctiles exhiben un cambio de capota permanente antes de que se rompan por completo. Si dobla un clip de papel, no se flexionará de nuevo a su forma original. Dúctil. Si piensa en una banda de goma, tiene poca rigidez y puede estirarse mucho. PERO no se “estira”, vuelve a su forma y tamaño originales. Sin embargo, si lo estira demasiado, simplemente se rompe. Nunca pensé que el caucho fuera frágil antes de leer esta pregunta, pero según la definición tiene sentido para mí.
Hay diferentes tipos de caucho disponibles, pero aún así, el tipo más grande utilizado en todo el mundo es el GOMA NATURAL, hecho de LATEX del árbol del caucho.
El caucho no es dúctil. La ductilidad es la capacidad de un material de sufrir deformación permanente a través del alargamiento o flexión sin fracturarse. Es lo opuesto a la fragilidad. Se puede estirar hasta un 500% antes de que se rompa. Otras propiedades incluyen resistencia al agua y a la abrasión, y es resistente, difícil de rasgar, y resiste las abrasiones.
Sin embargo, el caucho tiene una “vida útil” de entre 3 y 5 años, dependiendo de cómo se almacene. El caucho se vuelve frágil a medida que envejece . Tomemos, por ejemplo, neumáticos de automóviles. Una vez que se monta en un vehículo, ya sea usado o no, se vuelve frágil en aproximadamente 4 a 5 años y necesita reemplazo incluso si parecen estar en buenas condiciones. La banda de rodadura de los neumáticos de goma viejos se astillará cuando se someta a fuerza o flexión. Todos los fabricantes de neumáticos conocidos tienen un estampado ovalado en el neumático, que muestra la semana y el año de fabricación, para que el usuario sepa cuándo fue fabricado.
Como dice el Sr. Ashok, se puede hacer que un caucho sea frágil enfriándolo por debajo de la temperatura de transición vítrea Tg, es decir, el caucho no es un material quebradizo cuando se obtiene. Se descubrió a partir de una investigación que la fractura en el caucho es una fractura supersónica (velocidad de fractura más que velocidad del sonido) debido a que el caucho sufre una gran formación de grietas en su interior sin roturas en el no. de piezas antes de cualquier extensión primero, que es una propiedad de material quebradizo. Es por eso que el caucho es un material británico.
La clasificación frágil o dúctil de un material se decide por la cantidad de deformación / alargamiento que sufre después de su límite elástico hasta el punto de fractura, es decir, la tensión post-elástica (PES), que también puede denominarse deformación permanente / plástica.
Por definición, si PES> 5%, entonces el material es dúctil y si PES <5%, entonces se clasifica como material quebradizo.
El PSA del caucho es mucho menor que el 5%. Por lo tanto, el caucho es un material frágil.
El caucho NO es frágil ni dúctil.
Una sustancia es frágil si se rompe tan pronto como se alcanza el límite de plástico cuando se estira dicho objeto. El caucho no muestra esta propiedad.
Una sustancia es dúctil, si puede sufrir deformaciones plásticas fácilmente. El caucho muestra un comportamiento ELÁSTICO, no PLÁSTICO. El caucho se puede estirar, pero no puede permanecer de la manera necesaria para la ductilidad. Sin embargo, los metales como el cobre permanecen estirados después de estirarlos, por lo que muestran ductilidad.
Espero haberte aclarado.
Las gomas son materiales elásticos. La elasticidad se debe a que la Tg de goma está por debajo de la temperatura ambiente. Los cauchos pueden volverse frágiles enfriándolos menos que su Tg.
Para saber acerca de Tg, consulte la temperatura de transición vítrea.
El caucho no exhibe propiedades como los metales. A menudo se los conoce como ‘ Elastómeros ‘ que tienen viscosidad y elasticidad .
No pueden ser frágiles debido a su elasticidad, la fragilidad es la falta de ductilidad , no hay deformación plástica para un material frágil.
Para que un material sea frágil, debe tener propiedades plásticas, que el caucho no exhibe.
El caucho no es un material dúctil.
Es de naturaleza amorfa y también pseudo sólido. Podemos llamarlo quebradizo hasta cierto punto.